罗克韦尔自动化低压变频器在给水系统中的合理利用

　　一.天津纪庄子再生水厂居民区泵房供水现状：

　　天津纪庄子再生水厂居民区送水泵设计日供水能力为3万吨/日，主要为梅江居住区居民用户提供生活杂用水，小区景体补水，园林绿化及水厂生产用冷却水、循环水。居民区送水泵房采用的设备类型为中开双吸给水泵，其中4台型号HV200-150-400/4P -55KW卧式泵(2台采用变频控制，2台为定速控制，功率为55KW)，2台型号为ESV-80-50-200/2P-18.5KW立式泵(1台为变频器控制，1台为定速控制，功率为18.5KW)。对外供水系统为恒压供水：由于众多用户不同时刻用水需求不同，供水系统中供水量为实时变化，为保证用户恒压用水需求，就需要变频泵参与运行，通过变频器调整电动机频率，改变电动机转速，从而调整送水量，得以维持管网恒压，(即用户用水量瞬间增大，管网压力出现减小趋势，变频器频率增加，电机转速加快，送水泵出水量增加，使管网压力重新回到设定值。反之亦然。)这样能保证所有用户正常用水。

　　二.低压变频器调速技术原理：

　　(一)调速就是在同一负载下能得到不同的转速，以满足生产过程的要求。在讨论变频器调速时，首先研究公式：

　　n = (1- s ) n0 = (1- s ) 60 f1 / p (1)

　　其中： n : 电动机的转速

　　n0: 电动机的同步转速

　　s : 电动机的转差率

　　p: 电动机绕组的极对数

　　通过公式(1)表明，改变电动机的转速有三种可能：

　　a. 变极调速

　　b. 变频调速

　　c. 变转差率调速

　　(二)变频调速技术

　　近年来变频调速技术发展很快，目前主要采用如下图所示：

　　变频器是由可控硅整流器和可控硅逆变器组成。整流器先将50HZ的交流电变换为直流电，再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相交流电，供给异步电动机。由此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特性。

　　三.变频器的合理节能利用

　　(一)送水变频泵流量与转速、频率的关系：

　　Q1 = ( n1 / n) Q (2)

　　其中： n : 泵的额定转速

　　Q ：泵的额定流量

　　n1 : 泵在低于额定转速下的某一速度

　　Q1：与转速n1对应的出水流量

　　根据 n = 60f1 (1- s ) / p (3)

　　可得 Q1 = ( f / f1 ) Q (4)

　　其中：f 1 :电源的频率(50HZ)

　　f ：与电动机某一转速 n1对应的频率

　　(二)送水变频泵功率与转速、频率的关系

　　N1 = (n1 / n)3 N (5)

　　其中：N：泵的额定功率

　　N1：与转速 n1对应的功率

　　根据公式(3)与公式(5)可得到功率与频率之间的关系：