變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)_節(jié)能

1、變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)節(jié)能6.4電能回餓效果升6.4.1變頻遇到新問(wèn)題6.4.1.1實(shí)例之1 一向下傳輸?shù)蔫αω?fù)載ul獵(e)受羧運(yùn)行閿6-23 f行艱力負(fù)載的電流特點(diǎn)如閣6-23(a)所承，當(dāng)逭物向k運(yùn)打時(shí)，31物本切的重力加速度將使也動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)f的轉(zhuǎn)速超過(guò)冋步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速)，而使異步電動(dòng) 機(jī)處于再生狀態(tài)(發(fā)電機(jī)狀態(tài)h工頻運(yùn)行時(shí).如閹6-23(b)所示，屯動(dòng)機(jī)的碼生屯流將妤致屯度衣的鍆盤(pán)反轉(zhuǎn)，說(shuō)明這時(shí)足屯動(dòng)機(jī)在向電源反饋屯能，屯度農(nóng)的讀數(shù)將逐漸減少。但在變頻運(yùn)行吋，如閣6-23所示，電動(dòng)機(jī)的洱銫電流卻只能反饋到直流回路，產(chǎn)生泵升電壓，耵通過(guò)制動(dòng)電附和制動(dòng)單元把名余的電能消耗掉。由于變頻器前級(jí)

2、的整流橋p、能吶方向?qū)?所以，變頻器輸入側(cè)的電流等于0, iii度表的鋁盤(pán)將處子不轉(zhuǎn)狀態(tài)。例奍比較的結(jié)采是，工頻運(yùn)行的節(jié)能效果優(yōu)卞變頻運(yùn)行。6.4.1.2實(shí)例之2抽油機(jī)圖6-24抽油機(jī)示意圖抽油機(jī)俗稱磕失機(jī).如閣6-24所示，炅油舊中的一種m耍采汕設(shè)備，數(shù)極大。故如能夠v/能.將具苻重大意義。實(shí)踐表明，抽仙機(jī)采川變頻調(diào)速后，在提商抽汕效率方面，具苻相當(dāng)優(yōu)奶。但在節(jié)能方面.卻遇到了和上述束力負(fù)載類似的問(wèn)題。當(dāng)抽油姚下降吋，抽油締本身的覓力加速度使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)逨)，而使異步電動(dòng)機(jī)處于再生狀態(tài)(發(fā)電機(jī)狀態(tài)。因此，工頻運(yùn)行吋，屯度表的鋁盤(pán)在抽油罐下降吋是反轉(zhuǎn)的;而變頻

3、運(yùn)行吋,屯度表的鋁盤(pán)是不轉(zhuǎn)的。兩者對(duì)比，變頻運(yùn) 行吋的節(jié)能效果不如工頻運(yùn)行。6.4.2電能回饋大家喜6.4.2.1冋饋制動(dòng)中.76g ncrpcabcn 3 n圖6-25回饋制動(dòng)單元解決i.述問(wèn)題的基本思路足，把變頻器直流m路屮的泵升屯伍逆變成三相交流也，反饋給屯源，如閣6-25所示。閣屮，rg足回饋制動(dòng)中. 元，實(shí)際上也是一組三相逆變橋電路。k輸入端變頻器直流回路的？蹦（正湖和n端（負(fù)端）相接，輸出的是三相交變電壓，與三相電源相接。在rg的輸出端與變頻器的輸入端之間，應(yīng)接入交流電抗器，以防止在反饋過(guò)程中可能產(chǎn)生的屯壓沖擊對(duì)變頻器的影響。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于再生狀態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的屯能也同樣反饋給了

4、電源.捉萵了節(jié)能效果。實(shí)踐證明，采川了回饋制動(dòng)單元后.非但提高了節(jié)能效果，并i制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，使拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行盥加穩(wěn)定。6.4.2.2屯能回饋?zhàn)冾l器閣6-26電能冋饋?zhàn)冾l器固前，咁場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了具苻回饋功能的也能回饋?zhàn)冾l器，如閣6-26所示。二極管vd1vd6用子三相企波整流，igbt管vt1vt6接受反饋控制板的拉制，向屯源回饋屯能，反饋控制板的拉制依據(jù)，便適變頻器內(nèi)部的直流屯壓.可以預(yù)期，屯能冋饋?zhàn)冾l器作為變頻器的一種派生系列，必將迮各種越朮機(jī)械、屯梯等i力負(fù)載中，獲得廣泛的應(yīng)川。6.5流體功率看節(jié)能6.5.1基本模型看分明 6.5.1.1水汆裝諢的蓰木模哨閣6-27水眾裝背的基本模型如圖6-

5、27所示。圖中,uf是變頻器，m是電動(dòng)機(jī)，p是水泵。水泵的功能是把水從水池吸入,加壓后輸送到所需要的地方去，如工廠的各車間、大樓的各樓層以及生活小區(qū)等。6.5.1.2供水系統(tǒng)的主耍參數(shù)流雖是吶位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道內(nèi)某-截而的水流撗.在管道截面不變的怡況下，k大小決定于水流的速度。符號(hào)足q，常用咻位是m3/s。（2）揚(yáng)程足單位道世的水通過(guò)水泵所獲得的能坫，符兮是h。因?yàn)樵诠こ虘?yīng)用屮，常體現(xiàn)為液體上揚(yáng)的尚度，故常用單位顯m。靜態(tài)揚(yáng)程-足供水系統(tǒng)為了提供一定流跫必須上揚(yáng)的離度，也叫實(shí)際揚(yáng)程，符號(hào)足ha,在圖6-27中，ha體現(xiàn)為從水池的水平面到管路最商處之間的上揚(yáng)島度.也稱為靜揚(yáng)程。動(dòng)態(tài)揚(yáng)程符號(hào)是hd，

6、是供水時(shí)兌服了谷部分管道內(nèi)的磨擦損失和譏他損失后，使水流具夼一定的流速所謠孌的揚(yáng)柷，動(dòng)態(tài)揚(yáng)捏是不能爪離度來(lái)表示的。全揚(yáng)程動(dòng)態(tài)揚(yáng)權(quán)勾滸態(tài)揚(yáng)程之和，稱為全揚(yáng)裎，符號(hào)足hg.也叫工作揚(yáng)權(quán)。hg=ha+hd （6-9）式中，hg全揚(yáng)程，m;ha一靜態(tài)揚(yáng)稅，m:hd動(dòng)態(tài)揚(yáng)程，m;（3）管阻是閥門(mén)和管道系統(tǒng)對(duì)水流的阯力.符號(hào)是r與管路的直徑和長(zhǎng)度、管路各部分的阯力系數(shù).以及液體的流速等因索有關(guān)。因?yàn)椴蛔愠?shù).難以簡(jiǎn)笮地川公式來(lái)定最地計(jì)算，通常w揚(yáng)程與流鏑間的關(guān)系曲線來(lái)描述，（4）壓力是表明供水系統(tǒng)中某個(gè)位罡（某一點(diǎn)）水壓的物理盤(pán).符號(hào)是p» m大小在靜態(tài)吋主要取決于管路的結(jié)構(gòu)和所處的位置，而在動(dòng)

7、態(tài)情況下，則還與供水流攝與）1 j水流鋌之閼的平衡情況育關(guān)。6.5.1.3系統(tǒng)各部分的功率（1）系統(tǒng)輸入的全功率變頻器從電源吸取的三相電功率，也就足變頻水聚擰路系統(tǒng)的全輸入功率。孔坫木u鋅公忒足:ps=、j ulisa (6-10)式中，ps 變頻器的輸入功率，kw;ul 電源的線電壓，v:is 變頻器的輸入線也流，a:入一變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)(主耍玷畸變因數(shù))。(2) 變頻路的輸出功率也是屯動(dòng)機(jī)的輸入功率。當(dāng)工作頻率為fx吋，變頻器的輸出電壓為ux,輸出功率為pm。其騅本計(jì)箅公式是：pm= uximcos(p1 (6-11)式屮，pm 變頻器的輸出功率(電動(dòng)機(jī)的輸入功率)，kw:ux 變頻

8、器的輸出線電壓，v;im 變頻器的輸出線電流，a:coscpl電動(dòng)機(jī)定子側(cè)的功率岡數(shù)(位移岡數(shù))、曲于變頻器的功率損耗在系統(tǒng)中所占的比例較小，般可以認(rèn)為：pm=psqv«ps (6-12)式屮qv變頻器的效率。(3) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率(軸功率就是電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)減功率，也足水泵的輸入功率。當(dāng)工作頻率為fx時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為nmx，軸功率為plx。猶基本計(jì)筇公式是:plx= 9550(6-13)式中，plx 電動(dòng)機(jī)的軸功率，kw;tmx 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，n m；nmx 與頻率fx對(duì)應(yīng)的枝述，r/mino軸功率與變頻器輸出功率之間的關(guān)系是：plx=pmr)m (6-14)式中，r)m

9、屯動(dòng)機(jī)的效率。(4) 水泵的輸出功率(流休功率)就是水泵在取水和供水贊路屮消耗的功率。當(dāng)筲路屮的流敏為qx吋，流體功率為pgx。閃為取水和供水管路屮的主要參數(shù)是揚(yáng)程和流姑，所以丼基本計(jì)符公式趕：pgx=0.163hxqx (6-15)式屮，pgx 流體功率，kw;hx 取水和供水過(guò)程中的全揚(yáng)程，m;qx 管路中的流里，m3/miru流體功率與軸功率之間的關(guān)系是：pgx=plxqp ( 6-16)式屮，qp水泵的效率。i:述各部分功率之叫的失系如閣6-28所1 6-28各部分功率之間的關(guān)系6.5.2管路工況看特性6.5.2.1揚(yáng)椏特性圖6-29供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性以管路中的閥門(mén)幵度不變?yōu)榍疤?，表?/p>

10、在某一轉(zhuǎn)逨卜，全揚(yáng)程與流敵間關(guān)系的曲線ht=f(q).稱為揚(yáng)程特性曲線，如閣6-29所示。揚(yáng)程特件:的物理意義趕：川戶川水越多(流雖越大)，贊道中的磨擦損失以及提商流螢所擗的揚(yáng)程也越大，僉揚(yáng)程則越小。揚(yáng)程特性的起點(diǎn)稱為空載揚(yáng)程ho.宂物埋意義是：緝流體的流顯趨近于芩吋，所能達(dá)到的圾島揚(yáng)程。空載揚(yáng)權(quán)與轉(zhuǎn)速存關(guān)：水泵的村速下降，典供水能力也下降，則卒級(jí)揚(yáng)松下降，揚(yáng)松特性也隨之下移，如閣6-29(b)所示。揚(yáng)程特性反映了用戶的川水狀況對(duì)金揚(yáng)程的影響。在這狙，流逭的大小取決于用戶，足14川水流雖”，用qu表示，6.5.2.2管阻特性°02東一f g qz qx q(a)(b)閣6-30供水系

11、統(tǒng)的矜附特性以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤幔ッ鏖y門(mén)在某開(kāi)度下，揚(yáng)程與流跫問(wèn)關(guān)系的特性曲線ht=f，稱為管阻特性曲線，如圖6-30(a)所示 管阻特忱表明丫管路的阻力對(duì)流苽的影響。即：流苽越大，克服管阻所謠的揚(yáng)程也越大，故全揚(yáng)程越大。行附特性的起始揚(yáng)裎等于靜揚(yáng)裎（ha）。：k物理意義足：如來(lái)全揚(yáng)程小于靜揚(yáng)程的話，將不足以兌服幵路的行肌，從而不能供水，因此，靜揚(yáng)程也是能夠供水的“堪本揚(yáng)稈'管阻特性與閥門(mén)的開(kāi)度有關(guān):當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)，管阻增大，克服管阻所箝的揚(yáng)程也增大，故管阻特性將上揚(yáng),如圖6.30（b）所示，管阯特性表明.通過(guò)改變管阻大?。ㄩy門(mén)開(kāi)度，可以控制供水能力。在這里，流螢大小取決子閥門(mén)的開(kāi)度

12、，是山供水側(cè)決定的。故管附特性的流攝，可以汄?yàn)槭恰肮┧髯?quot;，用qg來(lái)表示。6.5.2.3供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn),稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)。在這一點(diǎn)：供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性.也符合了管阻特性。供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。11 6-31供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)例如，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)，水泵在額足轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，典工作點(diǎn)如閣6-31中之n點(diǎn)。這時(shí)，流攢為qn,揚(yáng)程為hn。6.5.2.4流體功率中的擢本功耗由式（6-15）知，供水系統(tǒng)向用戶供水吋所消耗的流體功率pg與流量和揚(yáng)程的乘積成正比。在圖6-31中，流體功率與而積odng成正比。在這里.與靜揚(yáng)程對(duì)應(yīng)的功率pa與而積od

13、ea成正比。pa的物理意義足：克服舴揚(yáng)程所消耗的功率。如上述.為了能向用戶供水，水泵的輸出功率必須大f pa、或冇說(shuō)，水泵的輸出功率中，大于pa的部分，才是川戶得到的流體功率。因此，pa足管路系統(tǒng)的基本功耗，也可以看作足廣義的空戰(zhàn)損失*當(dāng)流撖為qx時(shí)，基本功耗可計(jì)算如下：pax=0.163ha qx （6-17）式屮，qx 管路中水的流銀，m3/min：pax與qx對(duì)應(yīng)的基本功耗，kw。6.5.3流體功率節(jié)能評(píng)6.5.3.1不同控制方忒的節(jié)能效果在供水系統(tǒng)屮，圾根木的控制刈象足流斌q。因此，耍過(guò)論節(jié)能悶題，必須從考察調(diào)節(jié)流記的方法入手。常見(jiàn)的方法宵閥門(mén)控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。（1）閥門(mén)控制法即

14、通過(guò)關(guān)小或開(kāi)大閥門(mén)來(lái)調(diào)竹流雖，而轉(zhuǎn)速則保持不變（通常為額定耖速），閥門(mén)控制法的實(shí)質(zhì)足水泵本身的供水能力不變，而足通過(guò)改變水路中的阻力大小來(lái)“強(qiáng)行”改變流蛍，以適應(yīng)用戶對(duì)流蜇的滯求。這時(shí)，管 肌特性將隨閥f j開(kāi)沒(méi)的改變而改變.似揚(yáng)權(quán)特性則不變。閣6-32不同控制方式的節(jié)能效果如閣6-32所示，設(shè)用戶所蒞流盤(pán)減小為qb,當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)吋，揚(yáng)程特性不變,仍為曲線，管阻特性則由閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的曲線改變?yōu)榍€，供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)由額定狀態(tài)吋的n點(diǎn)移至b點(diǎn)。這時(shí)：流量由qn減小為qb;揚(yáng)程由hn増加為hb;由式（6-15知，供水功率pb與面積oebf成正比，（2）轉(zhuǎn)速校制法即通過(guò)改變水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)w流覓

15、，而閥門(mén)開(kāi)役則保持不變（通常為敁大開(kāi)度。轉(zhuǎn)速控制法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變水泵的供水能力來(lái)適應(yīng)川戶對(duì)流谞的志求。當(dāng)水鉍的轉(zhuǎn)速改變吋，揚(yáng)稅特性將隨之改變，而筲阯特性則不變。仍以用戶所謠流攝等于qb為例，當(dāng)通過(guò)降低妗速使qx=qb時(shí)，揚(yáng)程特性由曲線移至曲線，管pu特性則仍為曲線，故工作點(diǎn)移至c點(diǎn)。這吋：流量減小為qb;揚(yáng)程減小為he;供水功率pc與面積oech成正比。（3）w種方法的比較比較i:述兩種調(diào)節(jié)流祛的妍去，可以肴出：迮所謠流銀小于額定流帶（qx=qb<qn）的怙況下，轉(zhuǎn)速控制吋的揚(yáng)祝比閥門(mén)控制吋小得多，所以特速控制方式所擗的流體功率也比閥門(mén)控制方式小得名。兩者之差5p便姑轉(zhuǎn)速控制方式節(jié)約的

16、流體功率，它與而積hebf （閣6-23中的陰影部分）成庀比。這就是流休功率的竹能效果.也足變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具存甘能效果的最基木的方而。6.5.3.2流體功率甘能的特點(diǎn)（1）節(jié)能效果與流遠(yuǎn)的關(guān)系.如閣6-33:(a)淹fi較大(b)液ffl城小(c)洧景史小(d)貨能曲線閣6-33節(jié)能效果與流盤(pán)的關(guān)系閣6-33(a)足流雖較大時(shí)的情形。這時(shí)，流雖勺額定流®相差不多，故節(jié)約的功率較少，為5pg1:閿6-33(b)足流雖進(jìn)一步減小后的怡形，這時(shí)，節(jié)約的功率較多，為如g2;閣6-33(c)是流鼠很小時(shí)的怡形。這吋，因?yàn)榧Z個(gè)系統(tǒng)泊耗的功率本就不多，故節(jié)約的功率也就有限，為5pg3。綜合之，則

17、節(jié)能效果與流銀的關(guān)系如閣6-33(d)所示?？捎?，并不足流最越小，節(jié)約的功率越多。(2) 節(jié)能效果與靜揚(yáng)程的關(guān)系hoif(«舴揚(yáng)杓較小日4(b)杼揚(yáng)?較人射閣6-34靜揚(yáng)柺對(duì)廿能效果的影響靜揚(yáng)程越人.則供水時(shí)的基木功耗越人，調(diào)竹流植時(shí)的可變功耗越小，節(jié)約的功率越小。如閣6-34和(b)屮之陰影部分所示。(3) 不同靜揚(yáng)程的典型例子水泵管路系統(tǒng)的類型很多，如供水管路、取水管路、循環(huán)水管路等。供水管路乂布許多具體的類型，難以盡述。這狙只報(bào)據(jù)靜揚(yáng)程的大小，討論兩種比較典型的怙形： 商樓供水閣6-35供水鉍站的特點(diǎn)這是許多比川違筑的特點(diǎn)，如閣閣6-35(a)所示。供水系統(tǒng)的特點(diǎn)足：靜揚(yáng)程ha

18、1較大，m:管阻特飩?cè)玳?-35中之曲線所示。由閣知.災(zāi)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的范圓較小，且基本功率所占比例較大，采川變頻調(diào)速后的節(jié)能空間苻限。車間供水大多數(shù)t廠的牟間邡是低層違筑，如陽(yáng)陶6-35(d)所示。供水系統(tǒng)的特點(diǎn)足：靜揚(yáng)程ha2較小，駐管阻特性如陽(yáng)6-35中之曲線所示，與島樓供水相比.轉(zhuǎn)逨調(diào)竹的范闈較大，基本功率所占比例較小.采川變頻調(diào)速后的甘能效果比較顯著。6.6軸t功率看節(jié)能6.6.1軸上功率是上級(jí)6.6.1.1基本功率在軸功率中的反映水泵屈于二次方律負(fù)哉，其軸功率的計(jì)箅公式是：pl=p0+kp nl3 (6-18)式屮，pl 水泵的軸功率，kw:po 空我功率或損耗功率，kw:nl 水泵的轱

19、速，r/min；kp -比例常數(shù)。所謂節(jié)能效糶，是對(duì)兩種工作狀態(tài)比較的結(jié)染。比較吋，必須區(qū)分叫種工作狀態(tài)中的共同部分和不同部分，因?yàn)楣餐糠衷诒容^過(guò)程中總蛣互相抵消的。當(dāng)討論變頻調(diào)速供水系統(tǒng)的節(jié)能效果時(shí)，則是對(duì)轉(zhuǎn)速較商和轉(zhuǎn)速較低(閥門(mén)開(kāi)度相同)時(shí)消耗功率的比較。從前而的吋論中nj以荇出.供水系統(tǒng)中的基本功率pa是消耗功率的共同部分，就是說(shuō).不論轉(zhuǎn)速商低，都必須把水上揚(yáng)辛:靜揚(yáng)程后,才能開(kāi)始向用戶供水。閃此，對(duì)于個(gè)用于供水的電力拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，式(6-18中的免紱損失應(yīng)該廣義地現(xiàn)解力既乜括水滎空辟時(shí)的機(jī)誠(chéng)損失，也乜拈供水 系統(tǒng)向用戶供水吋必須消耗的基本功率,如圖6-36所示:閣6-36機(jī)械特性屮的

20、基本功率pqo=po+pa （6-19）式中，pqo 廣義的空載損失，kw:pa 基本功率，kw。6.6.1.2機(jī)械特性的修正廣義空載損失在機(jī)慽特性上也必然苻所反映，使式（6-18）所示的機(jī)械特性方程修正為：tl=to+ta+ktnl2 （6-20）式屮，ta與基本功率對(duì)應(yīng)的基本轉(zhuǎn)矩，n m,基木轉(zhuǎn)矩ta的物現(xiàn)意義，可以現(xiàn)解為為了把水上揚(yáng)到實(shí)h揚(yáng)程（斿態(tài)揚(yáng)程）所謠孌的轉(zhuǎn)矩。6.6.1.3軸功率的節(jié)能的式（6-18）分析竹能效澩吋，閃為是許:金速運(yùn)行和降速運(yùn)行之問(wèn)進(jìn)行比較的。比較吋常常忽略了在調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度時(shí)，軸功率的變化，事實(shí)上，在關(guān)小閥門(mén)開(kāi)度而減小流蛩時(shí)，也動(dòng)機(jī)的軸功率也是苻所減少的，如閲6-

21、37中之曲線所名。岡為-般惝況下，流攝是和轉(zhuǎn)速是成ie比的。所以，閣6-37的橫平標(biāo)也可以是轉(zhuǎn)逨，故曲線足根椐式（6-18箅得的功率曲線閣6-37軸功率與流玷的艽系|線和曲線之叫的差位.便是閥門(mén)控制方式和轉(zhuǎn)速控制方式的軸功率之差：5pl=pl2-pl1 （6-21）式中，5pl 低速運(yùn)行時(shí)節(jié)約的軸功率，kw:ph 轉(zhuǎn)速f降后的軸功率，kw: pl2 關(guān)小閥門(mén)時(shí)的軸功率，kw6.6.2水泵效率出差異 6.6.2.1明顯的矛珩閣6-37農(nóng)明，軸功率的節(jié)能效澩基本上足單調(diào)變化的，即流獄越小，節(jié)能越名。這和閣6-33(d)所示的流體功率節(jié)能效栗的變化規(guī)律明敁地不一致。為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的矛膪呢？事實(shí)上，

22、流體功率和軸功率之間的差異在于水泵的效率：pg=plqp (6-22)式屮，pg 流體功率，kw:pi 軸功率，kw:hp 水泵的效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，水泵工作效率相對(duì)偵rip"的近似計(jì)銘公式如下：式屮，np'水泵效率的相對(duì)值;q*-流攝的相對(duì)位：n*-轉(zhuǎn)速的相對(duì)值；c1、c2常數(shù)，由制造廠家提供。c1與c2之間，道循如下規(guī)律：c1-c2=1(6-24)6.6.2.2調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)的水泵效率山子在閥門(mén)開(kāi)度不變的惜況下.流母cf和轉(zhuǎn)速n*是成正比的：q*/n*=1故：hp*=i所以，采用轉(zhuǎn)速挖制方式時(shí)，水泵的t作效率總足處f鍛佳狀態(tài)，駐效率曲線如閣6-38屮的曲線所示，ty釁as6

23、-38水泵的效率曲線6.6.2.3調(diào)以閥門(mén)開(kāi)役時(shí)的水鉍效率當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流雖q*時(shí)，由于轉(zhuǎn)逨不變，n*=1,故比悄q*/n*=q代入式(6-23)，得：qp*=c1q*-c2q*2 (6-25)所得效率曲線如圖6-38屮的曲線所示。由圖知，采用調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)流費(fèi):時(shí)，水泵的效率將隨著流堡的減小而減小。6.7電源功率卷節(jié)能 6.7.1低速運(yùn)行負(fù)哉輕水泵在低頻運(yùn)行時(shí)，關(guān)系節(jié)能效災(zāi)的核心問(wèn)題足“大馮拉小車"的問(wèn)題。原因如下:6.7.1.1設(shè)計(jì)裕盤(pán)較大閣6-39水漿的低頻運(yùn)行閣6-39(a)為水泉悅型，山于用戶的行道系統(tǒng)足各不和m的，水滎生產(chǎn)廠不可能對(duì)用戶的贊道系統(tǒng)作明確的限定。所

24、以，在決定電動(dòng)機(jī)容銀時(shí)，裕策往往偏大：6.7.1.2低速運(yùn)行的工況離心忒水泵在額定頻率以卜運(yùn)行時(shí).負(fù)紱轉(zhuǎn)矩下降較多，如閣6-39(b)屮之曲線所示。而電動(dòng)機(jī)的釘效轉(zhuǎn)矩則減小較少，如閣屮之曲線所示，形成“大馬拉小車”的狀態(tài)。(曲線是電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性)，6.7.2功能預(yù)迓勿卷輕6.7.2.1關(guān)鍵在于捉島電動(dòng)機(jī)的效率如li'lf述，大馬拉小車的結(jié)果，是屯動(dòng)機(jī)的效率降低，岡此，如耍進(jìn)步提離電動(dòng)機(jī)輸入側(cè)的斿能效果，必須提島大馬拉小車吋的屯動(dòng)機(jī)效率。67.2.2 ie確頂哲功能的意義針對(duì)二次力律負(fù)戰(zhàn)迮低頻運(yùn)行吋，鋅遍存在大馬拉小車的現(xiàn)象，變頻器專門(mén)沒(méi)咒了和關(guān)的節(jié)能功能因此.屯動(dòng)機(jī)輸入脷的電功率

25、節(jié)能效果和變頻器的功能預(yù)涅有關(guān)。k中，尤以正確預(yù)稅u/f比(轉(zhuǎn)榭提升)功能敁為茁要。舉例說(shuō)明如下：閣6-40功能預(yù)咒的影響假設(shè)水泵在較低頻率fx1下運(yùn)行，.kbi轉(zhuǎn)矩較小，與此對(duì)應(yīng)的電流一電壓曲線如閣640(b)所示，敁佳工作點(diǎn)為a點(diǎn)。變頻器在出廠吋，u/f線常常預(yù)迸為稍有補(bǔ)焓的狀態(tài)，如閣6-40(a)屮之曲線所示，與fx1對(duì)應(yīng)的電伍是uxb，從閣b的屯流一電伍曲線上知道，這時(shí)的定子電流為i1b，比最佳工作電流i1a大得多。如果將u/f線預(yù)酋為低減ee頻比，如閣a中之曲線所示.把與fx1對(duì)應(yīng)的電樂(lè)下降為uxc，從閣6-40(b)的電流一電壓曲線上知道，這吋的定子電流將減小為he.與敁佳工作電流

26、i1a十分地接近了， -般說(shuō)來(lái)，低減甩頻比不大可能使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行漢扱佳工作點(diǎn)，似可以使電動(dòng)機(jī)的定子電流減小到接近駁小電流的程度。山此可見(jiàn)，正確預(yù)胥變頻器的功能，對(duì)于提商電動(dòng)機(jī)效率、進(jìn)一步提商電功率的節(jié)能效米.具有i分銀要的意義。6.8經(jīng)濟(jì)效益全面評(píng)6.8.1故陪減少足效益與籠形異步電動(dòng)機(jī)相比.-k他電動(dòng)機(jī)的故障率邡較高，分述如下：6.8.1.1直流電動(dòng)機(jī)直流屯動(dòng)機(jī)的電刷和換向器超最大的瀋弱環(huán)節(jié),非但機(jī)械磨損大，而且因?yàn)橛谢鸹ǖ脑W,故障率兒乎始所有電動(dòng)機(jī)屮的圾離者。6.8.1.2繞線轉(zhuǎn)子異步屯動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步屯動(dòng)機(jī)一方面苻屯捌和滑壞，也是比較容砧損壞的部件，而鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)則無(wú)此傅弱環(huán)節(jié)。6.

27、8.1.3電磁凋速電動(dòng)機(jī)屯磁調(diào)速屯動(dòng)機(jī)也有電刷和消環(huán)，不過(guò)通過(guò)的屯流較小而已，但畢竟也足郯弱環(huán)節(jié)。生產(chǎn)機(jī)誠(chéng)往生產(chǎn)過(guò)程中，旦因電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障而停機(jī)，所造成的損失，也應(yīng)和采川變頻調(diào)速的經(jīng)濟(jì)效益聯(lián)系起來(lái)。例如印染機(jī)械,原來(lái)用直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)多單元同步控制(通常有615個(gè)單元或更多，每次在運(yùn)行過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)如發(fā)生故陣，則:(1) 該匹布報(bào)廢；(2) 把報(bào)潑的布取下以及把新布穿上花費(fèi)的時(shí)間：(3) 修理電動(dòng)機(jī)所葙的資金與時(shí)間;(4) 各種染料及典他材料的損失。所苻這些損失加起來(lái)，宂價(jià)仇往往超過(guò)購(gòu)買變頻器的錢。6.8.2春命延長(zhǎng)是效益6.8.2.1徹底消除供水系統(tǒng)屮的水飩效應(yīng)在供水管路中，水錘效應(yīng)具葙很大的

28、破壞作用，說(shuō)明如下:(1) 起動(dòng)時(shí)的水鍤效應(yīng)異步屯動(dòng)機(jī)在金壓起動(dòng)時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)加逨到額記轉(zhuǎn)速，所需時(shí)間只宵0.25s，這意味著在0.25s的時(shí)間臟，水的流根從岑狨增到額定流鑿。山子流體具苻動(dòng)谞和一定程度的河壓縮性，因此，在極短時(shí)間內(nèi)流蛍的巨大變化將u起對(duì)管道的壓強(qiáng)過(guò)島或過(guò)低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象壓力沖缶將使管壁受力而產(chǎn)生噪?yún)?，猶如錘子敲擊管子一樣，稱為水錘效應(yīng)，水錘效應(yīng)具有極火的破壞性：伍強(qiáng)過(guò)萵，將引起管子的破裂：反之，壓強(qiáng)過(guò)低，又會(huì)導(dǎo)致啻子的娘mb此外，水鈍效應(yīng)也可能損壞閥門(mén)和固定件。(2) 停機(jī)時(shí)的水鋪效應(yīng)如果il水鉍切斷電源.使之hl山停機(jī)，供水系統(tǒng)的水尖將兌服電機(jī)的慣性而使水泵急劇地停止

29、，這也m樣會(huì)引起伍力沖擊和水飩效應(yīng)。(3) 產(chǎn)生水錘效應(yīng)的原岡產(chǎn)生水錘效應(yīng)的根本原岡,趕在起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩太大。岡為茌拖動(dòng)系統(tǒng)屮，決記加速過(guò)程的始動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩tj:tj=tm-tl (6-26)1*1 6-41水泵的全壓起動(dòng)和變頻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)和水泉的機(jī)誠(chéng)特性如閣6-41(a)所示。閣屮，曲線是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：曲線足水呆的機(jī)械特性：陰影部分便是動(dòng)態(tài) 轉(zhuǎn)矩tj。山閣6-41(a)知，水泵在直接起動(dòng)過(guò)程中，拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩tj的足很大的。所以，加速過(guò)程很快。(4) 水飩效應(yīng)的消除采用了變頻調(diào)速后，可以通過(guò)對(duì)升速吋間的預(yù)貿(mào)來(lái)延氏起動(dòng)過(guò)程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小，如閣6-41(b)所示。閿中，曲線族是異步!li動(dòng)機(jī)在不同頻率下的機(jī)械特性：曲線足水泉的機(jī)滅特性：中間鋸w狀的陰影部分足升速過(guò)程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩(即不同頻率時(shí)的屯動(dòng)機(jī)機(jī)城特性與水泵機(jī)械特性之差。在停機(jī)過(guò)程屮.同祥可以通過(guò)對(duì)降速時(shí)間的頂讜來(lái)延長(zhǎng)停機(jī)過(guò)程，