李瑞
吉林建龙钢铁有限责任公司 132000
摘要：在我国的资源系统中，水泵作为其中尤为重要的组成。在传统模式下，水泵运行的资源耗损情况十分严重，因此，如今应提高对节能降耗理念的重视，为了确保节能降耗效果的充分发挥，在水泵运行过程中，可高效运用变频器。本文对变频器控制在水泵中的应用与节能进行了深入分析，旨在为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
关键词：变频器控制；水泵；节能
前言：对于相关统计而言，水泵的运用在全国发电量中占据20%。因此，有效提高水泵应用技术水平，增强运行条件的有效改善与实现节能降耗拥有非常重要的作用。传统模式中，水泵的运行利用阀门严格控制运行状态，在选择型号过程中，唯有推动变频器的不断提高才可为整体的安全运行提供保障。在水泵的运行过程中，为了消除阻力导致的能源大量耗损，为经济价值的实现造成严重影响。
1变频器控制水泵运行的基本原理
变频器应进行水泵工作转速的高效控制，其原理与节能模式一般为：在水泵、阀门、管道构成的管道体系中，水泵可消除管道阻力，泵送出水。在没有充分运用变频器的管道系统中，水泵泵送水的流量可通过水阀门进行水量的调节，水泵应消除水阀和管道的阻力。通过变频器管道系统的利用，出水阀不需要控制，水泵仅需要消除管道阻力即可，管道对水泵扬程的要求较低。在这种情况下，应加强水泵流量的改善，为水泵转速进行直接调整，为水泵扬程与管道阻力互相匹配提供保障。
图1水泵调速过程中性能改变原理
管道阻力与泵送流量关联密切。水泵调速中性能改变的原理如图1所示，水泵进水阀与出水阀都开启，水泵运行转速为n，水泵工作位置A（流量Qa与扬程Ha），管路出现阻力曲线一般为HR；若是系统需要的流量Qb，无变频器的系统调节方式一般为关小水泵出水阀门，水泵工作位置移动到B，管道阻力曲线HR=，水泵扬程提高到Hb；如果变频器的应用开展速度调节，而管路阻力曲线并不会出现变化，水泵工作位置移动到C，水泵转速为n2，扬程为He。可发现，Hb>Ha>Hc，在忽视效率作用的条件下，水泵功率为P=yQH/η存有很大的差异性，采用变频器的功率较低，节能△P=yQ(Ha-He)/η。
2水泵变频器控制系统的节能
2.1水泵变频控制系统的节能省电
水泵变频控制系统在具体应用的过程中具有省电的作用，在水泵变频控制系统设计应用中，对于水泵的省电性能起到作用。在水泵电机具体工作的过程中，水泵的变频速率与水泵流量、水泵扬程之间有直接的关系，并且水泵的转速也要受到水泵变频机控制，而电机速率越低代表电力资源消耗越大。而根据原理可知，水泵转速下降，电力资源使用也会随之下降。而变频器设计应用能够有效地控制水泵转速下降，并完成水泵省电。据相关专家研究显示，传统的水泵功率为固定功率，而采用变频器装置后，可以实现水泵电机功率下降。通过变频器将水泵运行功率缩减到原来的90%时，水泵运行大概能实现27%的节能省电。而通过变频器将水泵运行功率缩减到原来的60%时，水泵运行大概能实现78%的节能省电。所以，通过水泵变频控制系统的应用能够有效地节省电力资源。
2.2变频器功率因数补偿作用的节能节省
变频器功率因数能够对水泵的有功功率进行有效的补偿，从而实现水泵有功功率的补偿。在水泵系统正常运行的过程中，无功功率不可避免严重影响到电机工作效率，而无功功率出现也会使功率因素变小，如果不对功率因素进行有效的补偿，就导致水泵电机有机功率减少，同时也减少了变压器的带载能力。所以，水泵电机的使用功率会出现明显降低，从而影响水泵电机的使用效率。但是，增加变频器装置，变频器内部采用大容量滤波电容，能够在很大程度上提高水泵电机的功率因数。据相关调查显示，应用了变频器之后，能够使水泵电机的功率因素增加50%左右，而电机功率因数增加50%表示整个水泵电机的有功功率都增加到50%左右。也同时加大了变压器的带载能力，对于水泵电机的使用效率和使用寿命也都有所增加。
2.3变频器启动功能的降本作用
在水泵系统中应用变频器装置可以实现水泵启动功能优化。传统的水泵启动方式为直接启动方式，直接启动方式容易对电机造成损害。在水泵电机启动瞬间会产生超过额定电流4-7倍的电流，而在启动瞬间由于电流过大，对于水泵电机的伤害也非常严重。瞬间电流不仅会对水泵的电机、变压器产生电力危害，更是直接影响到水泵管道等装置。而在水泵使用寿命的影响因素中，启动电流过大的问题也是造成水泵使用寿命下降的主要原因之一。而在应用了变频器装置之后，可以实现启动电流缩减的目的。在变频器装置安装后，变频器系统的工作启动方式是软启动，软启动方式能够有效地减少启动时的损伤，与直接启动方式相比，其启动过程中产生的电流变化较慢，从而提升了电机启动时电机的冲击能力。通过电机启动方式的优化，一定程度上也减少了水泵电机的损耗，对于水泵电机使用寿命的提升有极大的帮助。
3变频器控制在水泵中的实际应用
在具体的运用过程中，一般是多台水泵联组成为一个供水系统，将其中一台水泵利用变频调速控制，其中泵利用工频50Hz运行状态，在这种情况下，很容易通过水泵的增加充分满足具体流量拓展的需要。在系统工作过程中，在水压比变频泵低的时候可提供最大的压力过程中，非变频泵不断运转，变频器控制泵在系统压力提高的反馈信号以后不断降低转速，促使管网中水压满足规定要准；根据类似的控制方式，在系统中运行一台变频控制泵与一台工频泵还无法满足管网中水压规定过程中，就要启动第三台，甚至要启动第四台工频泵运行。
由此表明，运用变频器控制水泵就是水泵节能新技术的广泛运用，但要尤为重要运用场合。变频调速比较适用于流量需求的不固定，变化频繁并且幅度很大，系统需求用水量时常不断偏小的恒定水压系统。变频调速在流量非常稳定、工况单一的水泵供水系统中进行应用，取得的节能效果并不理想，若是对变频器自身的能耗进行充分考虑，很可能会比工频运行还要大量浪费电能，这是尤为重视的方面。
结论：
变频器在水泵控制中的应用有助于提高电能使用效率，节省水泵使用成本，对于变频调速技术节能潜力得以充分发挥。然而，不可将变频调速技术运用在各种供水系统中，一定要了解相关节能效果的形成是有应用条件的。将变频器科学运用在水泵中，可实现较好的控制作用，进而实现节能效果。随着水泵的飞速发展，应广泛推广变频器的科学运用，在保障水泵性能全面提高的基础上，充分实现高效节能。
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