8)多台水泵并联恒压供水(例如城市自来水厂的清水泵、中大型水泵站、供热水中心站等)的变频技术改造方案常见的有以下两种。
按使用经验,方案(1)节省初投资,但节能效果差。起动时先起动变频器至50 Hz 后,再起动工频,后转入节能控制。供水系统中只有采用变频器拖动的水泵,压力略小些,系统存在湍流现象,有损耗。
方案(2)投资较大,但比方案(1)多节能20%,猿台泵压力一致,无湍流损耗,效果更佳。
9)多台水泵并联恒压供水时采用信号串联方式只用一个传感器,其优点如下。
(1)节省成本。只要一套传感器及PID,如图4所示。
(2)因只有一个控制信号,所以输出频率一致,即同频率,这样压力亦一致,不存在湍流损耗。
(3)恒压供水时,当流量变化,泵的开动台数通过PLC 控制随之变化。最少时1 台,中等量时2台,较大量时3 台。当变频器不工作停机时,电路(电流)信号是通路的(有信号流入,无输出电压、频率)。
(4)更有利的是,因为系统只有一个控制信号,即使3 台泵投入不同,但工作频率却相同(即同步),压力亦一致,这样湍流损耗为零,亦即损耗最小,所以节电效果最佳。
10)减小基底(基本频率)是提高起动转矩最有效的方式。原理分析如下。
(2)为什么减小基底频率提高起动转矩是最有效的呢?具体如表1 所列。
由表1知,由于起动转矩大幅度提高,所以一些难以起动的设备,例如挤出机、清洗机、甩干机、混料机、涂料机、混合机、大型风机、水泵、罗茨鼓风机等均能顺利起动了。这比通常提高起动频率进行起动效果明显。使用此法再配合由重载变轻载措施,提高电流保护到最大值,几乎一切设备都能起动了。因此说采用减小基底频率来提高起动转矩是最有效的,亦是最方便的办法。
(3)在应用此条件时基底频率减小不一定非要一下降至30 Hz。可采用每5 Hz逐步进行下降,下降到达的频率只要能起动系统就行。
(4)基底频率下限不要低于30 Hz。从转矩看,下限越低转矩越大。但亦要考虑,电压上升过快,动态du/dt过大时对IGBT有损伤。实际使用结果是,在50 Hz下降到30 Hz 的范围时可安全放心地使用此提升转矩的措施。
(5)有人担心,例如下降基底频率为30 Hz 时电压已达380 V。那么当正常工作有可能需要达到50 Hz 时,是否输出电压跃380 V,这样电动机受不了,回答是这样的现象是不会发生的。
(6)有人担心如下降基底为30 Hz 时,电压已达380 V。那么正常工作有可能需要达50 Hz 时输出频率是否可达额定频率50 Hz,回答是输出频率当然可以达到50 Hz。
(7)以上(5)(6)两条由软件编写过程决定。使用过程已证实了,这两点尽可放心。
11)动压、静压、全压三者间关系如下。
(1)静压是水泵出水口压力直至最高点时所需压力(扬程),一般每10 m高水柱是1 kg水压。
动压是水流动过程中,液体与管壁、阀门(调节阀、制回阀、减压阀等)、同一断面不同层存在的流速差所引起的阻力所造成的压力降,这部分计算很困难,按实际经验,动压臆20%(最大时)静压值。
全压=(静压+动压)=1.2 静压。
水泵一定要设定下限频率约在30 Hz,否则易把封闭管内水抽空。因大量空气溶入水中,待起动水泵时,易产生气室,形成高压危险。
12)经验值与经济值介绍如下。
应用变频器对各种设备来说实现节电是可行的,这已有很多现实成功案例证实。
(1)经验值是较保守的,而且有较大富裕度,不是最经济的,有潜力可挖。使用经验值时按现场实际布置,使用工况参数,要有一定的变动,以不影响正常使用为下限条件。这是有可能实现节能的前提。
经济值是以满足系统下限条件为原则,把经验值适度下降,挖掘潜力来实现节能功效。若使用工况参数不变,节能从何说起?况且变频器本身不是能源的发生器械(发电机、蓄电池、太阳能),其自身效率很高,在97%到98%,但总还存在损耗,为2%到3%。
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