在变频恒压供水系统中变频器与变频电机如何实现节能
变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵做成一体,通过变频器调节异步电机的转速,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此,供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
变频恒压供水系统根据用户要求,先设定给水压力值,然后通电运行,压力传感器监测管网压力,并转为电信号送至可编程控制器或微机控制器,经分析处理,将信号传至变频器来控制水泵运行,当用水量增加时,其输出的电压及频率升高,水泵转数升高,出水量增加,当水量减小时,水泵转数降低,减少出水量,使管网压力维持设定压力值,在多台泵运行时,逐机软启动,由变频转工频至压力流量满足为止,实现了水泵的循环控制,当夜间小流量运行时,可通过变频水泵来维持工作,变频给水泵可以停机保压。那么变频器与变频电机在恒压供水系统中到底如何实现节能的呢?
供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提,表明水泵在某一转速、扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q),如图1-1所示。
由图可以看出,流量Q越大,扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量的大小主要取决于用户的用水情况,因此,扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提,表明阀门在某一开度下,扬程H与流量Q之间的关系HJ(Qu)。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知,在同一阀门开度下,扬程H越大,流量Q也越大。由于阀门开度的改变,实际上是改变了在某一扬程下,供水系统向用户的供水能力。因此,管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系Hf(Qc)。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的工作点,如图中A点。在这一点,用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性,系统稳定运行。