水泵电机变频调速技术实践分析

摘 要：近年来，随着我国工业事业的快速发展，水泵电机在诸多生产设备中得到了广泛的应用。然而其属于能耗巨大的设备，为了更好地适应节能降耗的需要，如何在确保其工作效率的基础上提升其节能降耗性能已成为工业行业必须面临的问题。文章正是基于这一背景，结合某工业企业的水泵电机变频调速技术的应用实践，提出了变频调速技术在水泵电机中的应用策略。

关键词：水泵电机;变频调速技术;实践

在现代工业企业中，水泵是一项十分重要的工业生产设备，而水泵电机又是整个水泵工作的动机，其在为我们创造经济效益的同时也带来了巨大的能量消耗，传统的水泵电机往往具有能耗大、污染大的特点，而这与低碳、环保、节能、绿色的发展理念是背道而驰的。所以作为工业企业必须对其进行有效的改进和优化，而加强变频调速技术的应用则更有效的满足这一理念，所以必须加强对其的应用。

1 某工业企业水泵电机节能现状分析

该企业属于中小型企业，主要从事磨具半成品加工，每天企业内需要使用的水为12m?，而为了应对自来水供水不足，企业在厂区内设置了蓄水池、污水处理池各一个，每天泵入水量所消耗的电能为企业总耗电量的5%，但是水泵电机占据了这5%电量的95%，属于高能耗的水泵电机，因此企业每年的电能消耗居高不下，在企业节能改造过程中，该企业对其节能性、环保性和经济性进行综合评估后，决定采用高效水泵电机，并将其与变频调速技术进行有效的结合，最后经过长期的运行和测试，发现其不仅能确保其工作效率，还能有效的降低能耗，从传统的5%降低到4.2%，从传统的95%降低到70%。所以以下笔者结合该企业的改造实践，就水泵电机变频调速技术的应用提出以下几点分析。

2 水泵电机变频调速技术实践分析

2.1 应用原理分析

由于传统的水泵电机在转动过程中其速度是固定的，该企业在没有改造之前所采用的水泵就是固定转速，在利用其为水泵提供驱动的同时通过控制阀空间管道流量的变化。而采取这一方式主要是在用水量大的时候最为适用，而且需要水泵在额定条件下运转，那么此时的运行效率就会得到最大化的发挥和利用，但是在用水量减少后，主要是通过调节阀门将出水量减小，达到控制流量的目的而这时候水泵的运行和出水量之间存在的压差较大，而水泵又在额定功率下运转，而这就会导致很多能量随着水流而消耗，因而通过阀门控制流量会损失巨大的能力，带来较大的能耗。该企业在意识到这一点之后，就在改造中及时的采取变频调速技术控制水泵电机，不仅能满足流量控制的需要，而且能节省能耗。这主要是利用了该技术的压力传感器所释放的电能信号，使得水泵电机所需的电流随着流量的变化而变化，其转速随着水量的需要而针对性的进行转换，从而达到良好的节能效果。就其应用原理来看，主要是利用压力传感器转化的电信号，将电信号与压力值进行比较并运算，再把运算的结果转换成频率调节信号，再将调节信号传送给变频器，从而达到调整水泵电机电源频率的目的，最终控制水泵转速，达到节能的目的。

2.2 影响节能效果的几点原因

该企业在最初运行采用变频调节技术的水泵电机之后，发现其所取得的节能效果并不明显，经过不断的分析总结和实践，影响其节能效果的原因主要有以下几点：

一是调速范围过大。当水泵电机的调速范围较大时，将会对水泵自身效率和电机效率带来影响。就水泵自身来看，其最佳的运行状况主要取决于其运行工况点由于管路特性曲线的变化，只有水泵效率较高，并确保管路压力得到有效控制，就能实现供水系统的最大节能。然而就最初的运行来看，采取变频调速技术仍没有确保各工况点始终运行在水泵调速的高效区域之内。而这主要就是由于调速范围过大所导致。当水泵电机的输出功率过度的倾向于额定的功率时，导致电机的效率快速下降，加上频率低下，同样会对电机效率带来影响，族中使得水泵机组效率较低，从而难以实现节能的目的，加上自冷电机处于低速运转情况时，就会由于风量不足而对其散热带来影响，而这就会对电机的安全运行带来威胁。这同样是调速范围过大所导致。所以必须对调速范围进行有效的控制。

二是调速泵调速范围受限。由于供水系统需要多个水泵采取并联的方式进行供水，常见的联合供水主要采用定速泵和调速泵，而定速泵和调速泵难以高效运行，并在并列运行下的定速泵协同工作的影响下，导致调速泵的调速范围受到限制。所以在调速时，应尽可能地将变频本的工况点设置在水泵的高效区，并尽可能地靠左边，此时的调速范围最大。

三是调速供水方式不同。在采用变频调节技术时，所采用的调速供水方式不同，那么其所取得的经济效果也不同。常见的变频供水方式主要有变频恒压和变频变压的方式，但是变频恒压的供水方式没有意识到当供水管路的流量较小时，由于水头损失小，但是其导致能量的浪费较大，因而其经济性就会较差，这也会因此提高企业的能耗。所以为了节能，应尽可能地选取变频变压的方式进行供水。

2.3 应用要点

在应用变频技术时，主要是在变频调速的同时改变定子电压，只要确保转矩不变，就能预防铁芯发热。所以对变频调速技术的应用主要就是采用不同电路的变频器。常见的主要有以下几种。一是交-直-交变频器。它是由三个环节组成：可控硅整流电路，其作用是将电压、定频率的交流电路变为电压可调的直流电;可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电;滤波环节，它在整流电路和逆变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。二是交-交变频器。它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过变频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。

3 结语

综上所述，对水泵电机变频调速技术进行实践性的分析具有十分重要的意义。作为企业必须在日常工作中切实加强节能改造工作的开展，在淘汰老旧水泵电机的同时，还应切实加强变频调速技术的应用，掌握其应用原理的同时分析和总结影响节能效果的因素，才能更好地促进变频调速技术的应用成效。

参考文献：

[2]栾海彦.浅析水泵电机变频调速技术的应用[J].科技创新与应用，2014（16）：104.

[3]王瑞玲.水泵电机变频调速技术应用探讨[J].河南科技，2014（04）：94-95.