摘要：針對鹽業(yè)生產(chǎn)中水泵、風(fēng)機等能耗大、效率低的問題，建議運用變頻調(diào)速技術(shù)達(dá)到水泵、風(fēng)機節(jié)能的目的。本文闡述了變頻調(diào)速的優(yōu)異特性、節(jié)能原理以及詳述了變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成和應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；節(jié)能；恒壓供水系統(tǒng)
　　1前言
　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源問題越來越受到大家的關(guān)注。鹽業(yè)生產(chǎn)中大量的使用水泵、風(fēng)機等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在沒有調(diào)速情況下，要求改變流量時，只能通過機械調(diào)整閥門開啟角度，雖然流量下降了，但泵或風(fēng)機的出口壓力升高，功率下降并不明顯，近似成為恒功率負(fù)載，造成電源利用率極低。因此，節(jié)能降耗將是鹽業(yè)企業(yè)發(fā)展所面臨的一個重要問題。
　　2節(jié)能潛力
　　交流調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢。一方面，交流拖動的負(fù)荷在總用電量中占一半或一半以上的比重，這類負(fù)荷實現(xiàn)節(jié)能，可以獲得十分可觀的節(jié)電效益。另一方面，交流拖動本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調(diào)速系統(tǒng)中，選用電機時往往留有一定余量，電機又不總是在最大負(fù)荷情況下運行；如果利用變頻調(diào)速技術(shù)，輕載時，通過對電機轉(zhuǎn)速進行控制，就能達(dá)到節(jié)電的目的。鹽業(yè)生產(chǎn)上大量使用風(fēng)機、水泵、壓縮機等，如果采用變頻調(diào)速技術(shù)，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。
　　交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國已得到廣泛應(yīng)用。美國有60%-65%的發(fā)電量用于電機驅(qū)動，由于有效地利用了變頻調(diào)速技術(shù)，僅工業(yè)傳動用電就節(jié)約了15%-20%的電量。
　　3節(jié)能原理
　　由水泵工作原理可知：水泵流量與水泵（電機）轉(zhuǎn)速成正比，水泵揚程與水泵（電機）轉(zhuǎn)速平方成正比，水泵軸功率等于流量與揚程乘積，故水泵軸功率與水泵轉(zhuǎn)速三次方成正比。上述原理可知改變水泵轉(zhuǎn)速就可改變水泵功率。
　　流量基本公式：Q∝NH∝N2KW=Q＊H∝N3
　　以上Q代表流量，N代表轉(zhuǎn)速，H代表揚程，KW代表軸功率。
　　按照理論計算，其具體對應(yīng)關(guān)系如下：

　　變頻調(diào)速正是通過改變供給電動機的供電頻率，來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而改變負(fù)載的轉(zhuǎn)速的。我們知道，電機的轉(zhuǎn)速：n=60f(1-S)/P
　　其中f為供電頻率，P為電機的極對數(shù)，S為滑差。因此，改變f可以改變電機的轉(zhuǎn)速的，達(dá)到節(jié)能的目的。
　　4變頻調(diào)速的優(yōu)異特性
　　4.1變頻節(jié)能：
　　為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。電機不能在滿負(fù)荷下運行，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費，在壓力偏高時，可降低電機的運行速度，使其在恒壓的同時節(jié)約電能。
　　4.2動態(tài)調(diào)整節(jié)能：
　　迅速適應(yīng)負(fù)載變動，供給最大效率電壓。變頻調(diào)速器在軟件上設(shè)有5000次/秒的測控輸出功能，始終保持電機的輸出高效率運行。
　　4.3通過變頻自身的V/F功能節(jié)電：
　　在保證電機輸出力矩的情況下，可自動調(diào)節(jié)V/F曲線。減少電機的輸出力矩，降低輸入電流，達(dá)到節(jié)能狀態(tài)。
　　4.4變頻自帶軟啟動節(jié)能：
　　在電機全壓啟動時，由于電機的啟動力矩需要，要從電網(wǎng)吸收7倍的電機額定電流，而大的啟動電流既浪費電力，對電網(wǎng)的電壓波動損害也很大，又增加了線損和變損。采用軟啟動后，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，節(jié)約了電費，也減少了啟動慣性對設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。
　　4.5提高功率因數(shù)節(jié)能：
　　電動機由定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通過電磁作用而產(chǎn)生力矩。繞組由于其感抗作用。對電網(wǎng)而言，阻抗特性呈感性，電機在運行時吸收大量的無功功率，造成功率因數(shù)很低。采用變頻節(jié)能調(diào)速器后，由于其性能已變?yōu)椋篈C－－DC－－AC，在整流濾波后，負(fù)載特性發(fā)生了變化。變頻調(diào)速器對電網(wǎng)的阻抗特性呈阻性，功率因數(shù)很高，減少了無功損耗。
　　5變頻恒壓供水系統(tǒng)組成
　　變頻器是整個變頻恒壓供水系統(tǒng)核心部分。其系統(tǒng)組成框圖見圖1
　　
　　圖1中，水泵電機是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實現(xiàn)變流量恒壓控制。變頻器接受PID控制器信號對水泵進行速度控制，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，把信號傳給PID控制器，PID控制器調(diào)節(jié)變頻器頻率來控制水泵轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。一些變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，可以不選用外置PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)。
　　6變頻恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用
　　合理的利用恒壓變頻調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)對我們的泵房等供水系統(tǒng)進行改造一定可以取得很可觀的經(jīng)濟效益。許多鹽業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中已經(jīng)開始應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)改造設(shè)備進行節(jié)能。
　　本企業(yè)通過變頻技術(shù)改造循環(huán)水系統(tǒng)。以電氣變頻調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來取代傳統(tǒng)的管道閥門節(jié)流調(diào)節(jié)的方式，對工藝要求的冷卻水流量進行科學(xué)、合理的調(diào)節(jié)。用一對變頻調(diào)節(jié)的冷、熱水泵來帶動與其并聯(lián)運行的另外兩臺工頻運行的冷、熱水泵，從而既使變頻的這對水泵產(chǎn)生了明顯的節(jié)能效果，還使得另外兩對工頻泵的工作特性有所改變，達(dá)到了最佳工作狀態(tài)，也取得了較好的節(jié)能作用，致使整個循環(huán)水系統(tǒng)的總體電耗產(chǎn)生了較大的變化。此項改造使生產(chǎn)工藝調(diào)節(jié)更為方便，并且可延長水泵、電動機和閥門等設(shè)備的使用壽命。
　　變頻技術(shù)在本企業(yè)化工廠深水泵和氯化鎂制片機生產(chǎn)中也都有所應(yīng)用。通過變頻調(diào)節(jié)，深水泵使不同時刻的用水量得到有效的滿足，而且達(dá)到了節(jié)能的效果。變頻技術(shù)應(yīng)用于氯化鎂制片機的工藝流程，滿足了生產(chǎn)的需要，也大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。
　　7總結(jié)
　　通過以上的分析，我們看到在鹽業(yè)生產(chǎn)中運用變頻器實現(xiàn)水泵、風(fēng)機等設(shè)備的節(jié)能，潛力很大而且簡單易行。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，性能可靠、匹配完美、價格便宜的變頻器會不斷的出現(xiàn)，也會促進變頻器在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《變頻器應(yīng)用手冊》編著：吳忠智吳加林
　　[2]《電機與拖動基礎(chǔ)》編著：李發(fā)海王巖

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