变频器的泵类节能应用

    泵类所输送的是液态物质，例如水泵装置中存在一个由吸入侧和排出侧之间液位差所造成的固定的管路阻抗分量，即实际扬程。泵装置模型如图7-4所示，其管路阻抗曲线不再通过原点，如图7-5所示的全扬程一流量特性管路阻抗曲线。    全扬程H表示为    H=Ha+HL    (7-1)式中Ha-实际扬程(m)；    HL-损失扬程(m)。
    图7-4    泵装置模型
    图7-5    水泵的全扬程流量特性曲线    (以实际扬程Ha=0.6( pu)为例）    损失扬程中包括吸入管路损失水位差、排出管路损失水位差和剩余速度损失水位差三部分，如图7-4所示。    图7-5所示为50%流量情况的特性曲线。排出管路闸门控制的情况下工作点为A，转速控制情况下工作点为B（采用管端压一定的控制方式）。与全流量(工作点C)情况相比较，当采用50%流量时，工作点A及B所需轴功率都减小了，但工作点B（调速控制）所需轴功率更小。可见采用调速的方式节能效果更大。    图7-6所示为采用不同的调节方式时，电机输入功率（即电源提供的功率）与轴输出功率（泵的轴功率）与流量之间的函数关系曲线。1为排出管路阀门控制时电机的输入功率曲线，2为转差功率调速控制时电机的输入功率曲线，3为变频器调速控制时电机的输入功率曲线。由图可见，变频调速控制时，节能效果最好。    风机、泵是一种减转矩负载，随着转速的降低，负载转矩与转速的平方成正比地减小。
    1-排出管路阀门控制时电机的输入功率曲线；2-转差功率调速控制    （采用转差电机、液力耦合器）时电机的输入功率曲线：    3-变频器调速控制时电机的输入功率曲线    图7-6    电机输入功率、轴功率-流量特性曲线    对于这种节能调速运行，通用变频器的U/f曲线的图形（模式）应采用图7-7所示的专用模式。这种模式与恒转矩负载所采用的模式有所不同，这是因为电机在低速时负载转矩更小，采用这种模式有利于节能。采用不同U/f模式时变频器和电机总效率的差别如图7-8所示。
    图7-7    风机、泵类节能用U/f模式
    图7-8    采用不同U/f模式时总效率的差别（对于风机负载）