基于变频器的泵阀门控制与转速控制

    在研究泵的变频调速节能原理之前，先了解一下泵的机械特性。泵的转速在某一范围内变化时，流量、总扬程、轴功率由下列关系：    式中，n0为基准（额定）转速；n为运行转速；Q0为n0时的流量；Q为n时的流量；H0为n0时的扬程；H为n时的扬程；P0为n0时的功率；P为n时的功率。    但是，对于实际的泵负载，通常存在一个与高低差有关的实际扬程，在进行变频器调速运行时必须注意。泵的H-Q特性和P-Q特性如图3-5和图3-6所示。    由图3-5可见实际的运行点应由管路阻抗曲线与H-Q特性的交点决定。例如80%时的运转点不在C点，而是D点。轴功率也要考虑同样问题，即工作点不是与转速立方曲线直接相交。亦即当实际扬程越大，在相同的转速下（此处为80%）流量减少的比例也越大，使转速调节范围变窄，从而使节电效果变小。
    图3-5    泵的H-Q特性
    图3-6    泵的P-Q特性    下面把阀门控制与转速控制的节能效果作比较。在图3-5中，当流量从1.0变为0.5时，对于阀门控制关小阀门使阻抗曲线从R1变为R2，则工作点由A转到B。若改用转速控制，则在同一阻抗曲线R1上从A点转移到D。在图3-6中的P-Q特性上若改用转速控制，在阀门控制时由100%速度的A点转移到B；而转速控制时，在由实际扬程决定的功率特性上由A点转移到D，与阀门控制相比可获得相当于BD大小的节电效果。图3-7所示为泵采用变频器调速时，轴功率随实际扬程ha变化的实例。图中显示出，实际扬程越小，轴功率接近理想的立方关系曲线，由于调速而产生的节电效果也越大。
    图3-7    泵的P-Q特性