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变频器泵类负载流量调节办法

变频器泵类负载流量调节原理方法

泵类负载通常以所输送的液体流量为控制参数,为此,目前常采用阀门控制和转速控制两种方法。

1阀门控制

这种方法是借助改变出口阀门开度的大小来调节流量的。它是一种相沿已久的机械方法。阀门控制的实质是改变管道中流体阻力的大小来改变流量。因为泵的转速不变,其扬程特性曲线H-Q保持不变,如图1所示。由于在变频器的直流环节采用了电感元件而得名,其优点是具有四象限运行能力,能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流,装置结构复杂,调整较为困难。另外,由于电网侧采用可控硅移相整流,故输入电流谐波较大,容量大时对电网会有一定的影响。

当阀门全开时,管阻特性曲线R1-Q与扬程特性曲线H-Q相交于点A,流量为Qa,泵出口压头为Ha。若关小阀门,管阻特性曲线变为R2-Q,它与扬程特性曲线H-Q的交点移到点B,此时流量为Qb,泵出口压头升高到Hb。则压头的升高量为:ΔHb=Hb-Ha。于是产生了阴线部分所示的能量损失:ΔPb=ΔHb×Qb。

2转速控制

借助改变泵的转速来调节流量,这是一种先进的电子控制方法。转速控制的实质是通过改变所输送液体的能量来改变流量。因为只是转速变化,阀门的开度不变,如图2所示,管阻特性曲线R1-Q也就维持不变。额定转速时的扬程特性曲线Ha-Q与管阻特性曲线相交于点A,流量为Qa,出口扬程为Ha。

当转速降低时,扬程特性曲线变为Hc-Q,它与管阻特性曲线R1-Q的交点将下移到C,流变为为Qc。此时,假设将流量Qc控制为阀门控制方式下的流量Qb,则泵的出口压头将降低到Hc。因此,与阀门控制方式相比压头降低了:ΔHc=Ha-Hc。据此可节约能量为:ΔPc=ΔHc×Qb。与阀门控制方式相比,其节约的能量为:P=ΔPb+ΔPc=(ΔHb-ΔHc)×Qb。

将这两种方法相比较可见,在流量相同的情况下,转速控制避免了阀门控制下因压头的升高和管阻增大所带来的能量损失。在流量减小时,转速控制使压头反而大幅度降低,所以它只需要一个比阀门控制小得多的,得以充分利用的功率损耗。

3泵机在变速下的效率分析

随着转速的降低,泵的高效率区段将向左方移动。这说明,转速控制方式在低速小流量时,仍可使泵机高效率运行。

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