关键词:水泵调速节能;变频技术;水泵应用
引言:高能耗是目前泵电机运行的瓶颈问题。随着国家节能减排的发展方向，电机的高能耗也引起了企业的特别关注，泵电机的运行成本也不可避免的凸显出来。同时，泵电机的高能耗也使得泵电机的运行寿命无法保证。目前，很多专家学者都在讨论这个问题，他们选择了各种方法来升级水泵技术，希望在不改变需水量的情况下，对电机有最大的保护，降低能耗，提高效率。摘要：从泵电机的原理出发，分析了泵电机采用变频调速技术所需的技术创新，最后计算了节能效益。通过变频调速技术在泵电机系统中的应用，实现了节能降耗的功能，具有很高的实用性和推广价值。
一、离心泵节能的现状
1.1节能设计不够科学
我国离心泵的主要设计原则仍然是经验公式或速度系数的模型转换。以上两种设计都不能有效节能，使得离心泵的效率不能得到很大的提高。另外，很多厂家只关注眼前的利益，不愿意增加节能设计的投入，这使得离心泵的节能无法取得进展。在中国，“全升程”的方法似乎避免了由于完全打开阀门而导致的功率过大问题，但这种方法实际上使离心泵在很长一段时间内效率很低，从而导致能量的过度浪费。
1.2离心泵的使用不合理
由于离心泵使用时间较长，其性能必然会下降。如果在使用中不能定期维护，现有故障不能及时修复，很容易使其运行处于亚健康状态，导致其运行效率迅速下降，能耗增加。此外，如果系统设计不全面、不合理，如管道距离过长，各种弯管接头多，将会使能量损失更加严重，不能满足离心泵的工作要求，为其运行埋下各种隐患。
二、变频水泵调速系统设计
目前，该技术在水泵的实际应用中实现较多的是采用手动自动干预的方法进行变频调速。然而，随着现代科学技术和工程技术的不断发展，自动水泵的应用越来越广泛。在传统的水泵调速行业中，水泵自动控制系统技术逐渐发展并被频繁使用。水泵自动控制系统技术给水泵行业的生产经营带来了极大的便利，提高了水泵的工作效率，节约了人力资源。自动变速器控制系统可根据四个主要功能控制单元的各种常规工作模式进行设计：自动控制系统对象、变频自动调速器、自动压力测量控制变速器和功率调节器。
三、变频调速技术在水泵控制系统应用中的影响因素
3.1水泵工艺特点对调速范围的影响
因为它对水的实际需求是不断变化的，所以它对泵的调速范围非常重要。确定泵的高效工作区的调速范围，选择两台水泵在一起运行的全过程中的最佳调速范围，并确定当一台泵的速度可以在高效区的工作点前后时，对应的泵在高效区的流量控制范围内可以达到允许自动调速的最大调速范围。如果电机转速降至很低的水平，传动泵将无法在高效工作区大范围连续运行，但不会直接影响传动泵的正常生产和连续运行。
3.2定速泵对调速范围的影响
在现代工业生产中,通常需要使用两台或者是两台以上的多台泵互相并联进行工作,而这些调速泵通常也不一定具备手动调速泵的能力,故也没有一种渐变的用水流量自动调节控制能力,只能对其用水量大小进行一种阶梯性的自动调节,但因此也常常会需要消耗大量的时间人力物力,并且依然可能存在着许多能量的消耗浪费。在这种使用情况下,增加一个可手动调速的液压泵,只因为需要两者结合。
之前的方法确定调速泵和各恒速泵的高效运行区阶段,采用优化的组合方式运行即可,这样我们也可以达到节能降耗的目的。
四、变频技术与节能技术的应用
4.1变频技术
常用的液压马达液压泵驱动调速转换方式：一种方法是串联电阻转差驱动调速型，如自动液压转子联轴器、电磁电子转差、液压转子离合器和电磁转子驱动串联电阻转差调速；另一种方式是高效变频调速，如串联变极变频调速、串联分级变频调速和自动变频分级调速。不同的风速调节方法在不同的气流变化工况下效率不同。不同的流量调速电机装置有不同的应用领域。当流量自动调节的功率范围超过90%时，一般不需要直接使用调速电机进行自动调速，而是可以直接选择手动调速和节流方式进行调节；只有当汽车流量自动调节范围控制在75%左右时，才有必要直接采用高效自动调速控制装置，如低压变极自动调速和高压变频自动调速。变频三相调速技术是一种新型的高效调速和变频技术，它主要由三相功率调频变换器和三相调速交流变频电机组成，并与变频半导体或电子变频元件相连。由于液压变频机电控制系统技术的快速发展和广泛应用，液压变频机电设备始终保持最佳运行状态，使机电设备始终保持高效率、低能耗的最佳工作环境状态，延长机电设备产品的使用寿命，真正充分体现了科技创新第一、高生产率的企业宗旨。目前，变频器正朝着数控化、高频化、数字化、高性能集成化和市场适应性强的方向快速稳定发展。大大有效地提高工矿生产力，在工矿企业中广泛应用，将大大提高工矿企业的生产管理效率和社会经济效益。
4.2节能技术
采用先进的专业计算机软件辅助设计分析方法。选用国内外优秀的大型水力工程模型以及设计材料制作。提高泵的加工质量精度,减少了液泵过流时使部件的流体表面摩擦粗糙度,降低泵的摩擦阻力损失;合理使用选择在泵缝隙润滑处理时摩擦较小零件的润滑材料,提高泵的抗摩擦咬合和机械耐磨性;恰当测量处理零件间隙摩擦值,减少泵大容积摩擦损失。积极开展新型水泵的使用可靠性问题研究、设计、试验和质量管理,提高了水泵的可靠度和平均使用寿命。合理配置选择过流易损部件为原材料,延长过流易损件产品使用寿命,使液压泵产品达到好用、耐用。提高节能泵的三化(节能标准化、通用系列化和节能系列化)技术水平,开发机电设备一体化的新型泵类环保节能产品,以利于提高效率,节约资源。
结束语:在电力工程技术的实际应用中，变频器节能控制技术可广泛应用于各种水泵电机。本文重点阐述了相对较高的实际应用价值和企业推广应用价值。例如，基于plc的变频器控制技术可以有效地实现调速和节能的主要目的，并有效地保持水泵电机的稳定性能。它可以延长其实际使用寿命，但不可否认的问题是，在其运行过程中仍可能存在一系列安全问题，它仍应成为推动泵电机行业发展的重要研究热点。我们也相信，进一步研究和挖掘有效的节能泵发电系统及其节能保护措施，将创造良好的经济效益和社会效益以及其他经济效益，有助于实现清洁能源经济可持续发展的最终目标。
在进行水泵系统节能的系统工程设计时，应加强设计单位与生产厂家和用户之间的沟通，避免因层层超重造成泵的铭牌参数与实际运行参数之间存在较大差距，导致运行效率低下和能源浪费严重的现象。应优化系统所有部件的匹配，连接方式和上下游关系等。
泵应根据工艺流程的变化及时调整，以节约能源。在调节时，应注意能量的回收和利用，以减少不必要的能量消耗，尽量不要通过阀门节流来调节。根据现有成熟的水泵运行节能技术，采用变角度、盘车、变频调节、变速调节或串并联、大小泵匹配等方法来解决问题。
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