变频节能范文第1篇

【关键词】变频器；阀门；水泵；节能

0.引言

中国是能耗大国，能源利用率很低，而能源储备不足。据统计全国发电量的60-70%为通过电机转换能量，而在总容量为7亿千瓦的电动机总容量中，只有不到15%电动机是带变频控制的。在中国，带变动负载、具有节能潜力的电机至少有1.8亿千瓦，因此国家着重推荐了变频节能技术。变频器有调速精度高、响应快、保护功能完善、过载能力强、节能显著、维护方便、智能化程度高、易于实现复杂控制等优点。

1.对于风机、泵类负载变频调整节能原理

按照电机学的基本原理，电机的转速满足式

（1）

式中： p-电机极对数；

f-电机运行频率；

s-电机转差率。

由式（1）可知， 电动机的输出转速与输入的电源频率、转差率、电机的极对数有关，因此，交流电动机的直接调速方式主要有变极调速（调整变频与调速x EM CAp） 、转子串电阻调速或串级调速或内反馈电机（调整s）和变频调速（调整f）等。

变频调速器从电网接收到50 Hz的交流电后，经整流、滤波将其转换成直流电，再将直流逆变成频率和电压可调的交流电，最后输出到交流电动机，以实现交流电机的变速运行。

图1

更直观的，如图1：水泵（或风机）的正常工作点为A，当水量（或风量）需要从Q1 调到Q2 时，采用阀门调节，管网特性曲线由R1 （阀门全开）变为R2 （阀门关小） ，其工作点调至B点，其功率为OQ2BH′2所围成的面积，其功率变化很小，但其效率却随之降低。当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变设备的性能曲线，图中从n1（额定转速）到n2 （转速下降） ，其工作点调至C点，使其参数满足工艺要求，其功率为OQ2 CH2 所围成的面积，同时其效率曲线也随之平移，仍然工作在高效区。图1中阴影部分即为变频调速实际节约的能耗。

2.风机、泵类平方转矩负载的变频技术改造节能估算风

风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右，这就意味着占全国用电量的30%。采用电机变频调速来调节流量 ，比用阀门之类来调节，可节电 20%--50%，平均按30%计量，节省电量为全国总电量的9%，这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中，对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节、增加了管路的阻尼，电机仍以额定速度运行，能量消耗较大。用变频器对风机、泵类设备进行调速控制，不需要用阀门、挡板进行节流调节，管路阻尼最小，能耗也将大为减少。对于风机、泵类，采用阀门调节流量 ，对应电机输入功率PL与流量Q的关系如式（2）

式中Pe-――额定流量时电动机的输入功率（kW）

QN―――额定流量

若流量 的调节范围为（0.5-1）QN，则节电率如式（3）

从式（2）分析，节流调节时，Q

3.利用变频调速技术改造发酵罐出料泵控制实例

发酵工段有7个发酵罐，用于玉米醪的发酵，每个罐配有一台出料泵，其电机额定功率37.5KW，罐液位控制是利用在泵出口加一自控调节阀依液位情况进行节流控制。物料为玉米浆液，调节阀冲刷磨损严重，一进口硬密封新阀门只能使用6个月左右，就必须更换，否则无法有效进行液位控制。而一新阀门购置价格在6000元左右，其电能消耗为297KW/天。现对电机安装通用变频器，将原泵出口阀门取消。进行变频调速改造后，其能耗为200KW/天。日节电97KW，节电率为31%。综合效益分析：七台出料泵全改造年可节约电费15.6万元，节省阀门购置费用8.4万元改造后，变频器及整个系统工况稳定，完全能满足工艺要求。且出口流量小于额定流量时泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命，节约大量的能源，给企业乃至整个社会带来可观的经济效益。

4.变频调速改造中变频器同电动机的匹配问题

图2

在变频调速的情况下，电动机的可变损耗和不变损耗的构成发生了变化，铁耗随频率变化为可变损耗，电机的铁耗等效电阻的大小不一在变频调速情况下不是恒定不变的，而是随端电压幅值和频率变化而变化。对于给定的转速n，转差率S不随负载转矩的变化而变化，磁通随负载转矩和转速有关。如图2的（a）、（b）、（c）分别给出了变频器、电动机及系统效率在同一固定开关频率下随转矩与电动机控制频变化关系。

图中 （a）表明电机额定转矩时变频器效率最大，效率随电动机转矩的减小而减小，而且电机转矩越小，变频器效率下降越快。同样输出转矩，控制频率越高，变频效率越高。（b）表明，电机效率与转速无关，与转矩成正比。（c）可知，系统效率与转速有关，在50%转矩时，系统效率变化不大，转矩小于40%时，系统效率随转矩降低下降很快。因而在变频调速系统中，选择合适电机和变频器，对系统运行的经济性、稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

（1）电流电压额定值选择

变频器与电机的额定电流由变频器的功率半导体最大节温所决定，额定电压取决于电机的最大速度和恒定的气隙磁链。

（2）变频器选择

变频器功率值与电机功率值相当时最合适，分级不同时，变频器功率要略大于电机功率。

电机属频繁启动、抽动或处于重载启动且较频繁工作时，选取大一级变频器，以利于变频器长期、安全运行机制。

电机有瞬停再启动要求时，确认所选变频器有此功能。因变频器停电而停止运行，当瞬时来电再开启时，电机频率如不适当，会引起过电压、过电流动作。

当用流量计等级传感器作为变频器调速控制时，应注意传感输出的信号类型与变频器是否匹配。

变频节能范文第2篇

提高工作效率变频器的基本工作原理就是通过半导体元器件将工频电流信号转变成其他频率信号，使交流电转换成直流电，之后通过逆变器实现对电流与电压的调节与控制，使煤矿机械设备实现调速运转，简而言之也就是“交—直—交”的转换过程。在这个过程中，频比控制模式起着极其重要的作用。机电设备的转速和电源输入频率呈正相关关系，通过调节、控制电源频率，可以达到调整机电设备转速的目的。根据这一原理，可以改进压频比控制模式，在煤矿机电设备运转过程中逐渐加大变频功率，同时辅之以先进的操作控制系统，从而在一定程度上提升煤矿机电设备的运行效率，具体如下：

（1）功率器件方面，智能功率模块（IPM）可以有效提高变频功率；

（2）压频比控制方式方面，目前转矩直接控制模式和矢量控制模式很好地拓宽了该技术的应用范围，已经在诸多企业获得了应用。

2根据负载合理选择

变频器与电机负载是选择变频器和电机时必须考量的因素，具体要求为：

（1）一般的恒转矩负载要求

变频器必须具备以下几个条件：过载能力较大；过载时间足够；具备较大的启动及转动转矩；具备恒定转矩特性。

（2）对于风机、泵类的负载

选择变频调速系统时需符合以下两个条件：设备经济性、可靠性较高，能够提供稳定的转速；可以针对机电设备的情况选择变频控制模式。

（3）对于恒功率负载

选择变频器时需符合以下两个条件：输出为定值控制；该变频器能够满足对其进行针对性设计的需求。因此，为了确保电机处于经济运行状态，必须根据负载的机械特性，选择合适的变频调速电机。而使用中的变频调速电机，要尽量避免长时间空载、轻载，同时要加强设备维护检修，使其保持在最佳工作状态，

3改进四象限变频器，提高煤矿机电设备的灵活性

采煤作业环境复杂多变，大量机电设备处于负荷频繁波动状态，这些因素给煤矿安全生产带来了很大困扰。当前煤矿机电设备采用四象变频器技术大大缓解了这个现象。四象限变频器将整流电路由原来的全波整流桥调整为由智能功率模块构成的可控整流桥，以便更好地完成采掘工作。四象限变频器与普通变频器的区别在于电机处于发电状态时，其逆变电路和整流电路将会发生互换，从而实现将电机所产生的电量输送至其他设备的目的。

3．1在采煤机中的应用

我国采煤机变频调速系统已由之前的“一拖二”改进为现在的“一拖一”。我国自主研发的采煤机已处于世界领先水平，例如采煤机ACS－800变频器，可以确保加速时不过流、减速时不过压。整个过程可根据电机功率进行计算，还能根据现场情况做适当调整，从而实现降低能耗、提升工作效率的目的。

3．2在提升机中的应用

在煤矿提升装置中应用时，普通变频器存在较大的弊端，问题主要在于电机制动产生的能量会过多消耗在电阻上。变频技术的创新，可以将电机处于二、四象限运行过程中发电产生的电能回馈给电网侧使用，从而让提升机实现匀速、加速工作与平稳启动、关闭，并借助数字控制系统有效提升工作效率，这对保障工作人员的人身安全起着重要作用。

3．3在胶带输送机中的应用

胶带输送机具有大功率、高电压等特点，主要通过胶带与轮毂之间的摩擦作用实现煤炭传送。可以采用变频节能技术对上山胶带输送机进行改造，原理和提升机相似，改造可以改变胶带输送机的启动模式，彻底实现软启动，让机电设备实现平稳运行。变频节能技术还能降低机电设备的发热量，在降低能耗的基础上延长胶带的使用寿命，最终提高胶带输送机的工作效率。

4使用变频技术改善各电路元件间的逻辑关系

优化电路变频器由键盘、电机、电源板、控制主板等构成，结构相对复杂。采用变频节能技术改善电路元件之间的逻辑关系，不仅可以优化电路，为煤矿机电设备提供适宜的运行环境，而且能够在一定程度上延长煤矿机电设备的使用寿命。变频节能技术实现这一功能的关键在于通过IGBT等功率开关器件以及PWM控制技术，实现从交流到直流再到交流的转换。变频器电路一般包括主电路和控制电路两个部分，主电路的正常运行需要控制信号配合。通常电压检测电路会设置一个电压上限值，如果检测到的直流母线电压超过该上限值，电压检测电路便向变频器发出控制信号，使变频器的过压保护启动。

5结语

变频节能范文第3篇

【关键词】分布式；变频调节系统；节能

中图分类号：TE08文献标识码： A

前言

文章对分布式变频调节系统的研究意义和相关理论进行了详细介绍，对变频技术的节能原理和分布式变频系统的特点总结及优化设计思想进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对分布式变频系统节能案例进行了探讨。

二、分布式变频调节系统的研究意义

我国目前实行的供热按面积收费体制，违背了市场经济的客观规律，使得供热企业难以生存，无法保证供热的舒适要求，也严重阻碍了供热企业的发展。同时由于用户对供热能耗不关心，这种体制抑制了供热节能的实现。为了改变这种不良现状，我国正在积极摸索研究供热系统计量和收费技术。让用户按需用热，自行调节。

因此，采暖系统的形式势必要发生变化。由过去的定流量质调节变成变流量系统，其水力、热力工况和调节方法都会具有独特的特点。无论是旧系统的改造还是新系统的建造，分布式变频调节方式都可以较好的满足热计量改革对系统的种种要求。所以分布式变频系统的研究对于推动热改的顺利进行具有重要意义。 如上所述，供热系统作为城市的一项基本市政设施，不仅投资惊人，其动力消耗也非常巨大。作为建筑能耗最主要部分的采暖能耗，是浪费最为严重和节能潜力最大的部分。因此，选用和推广最优化的采暖方式、对系统进行有效地管理和调节等寥降低采暖能耗，对实现建筑节能至为关键，对我国整体的高效用能也有重大影响。

三、分布式系统特性的理论分析

分布式系统相对其它运行方式，有着明显的节能、稳定运行的优势，但合理地设计分布式变频系统是实行最佳经济性和可靠运行的保证。分布式变频系统中，当系统工况改变时，采用变频器来调节主循环泵的转速以保持热网干管某一位置供回水压力相等，该位置定义为零压点。在分布式系统的应用中，存在以下几个有待解决的问题：

1.如何选择零压点的位置，如果选取的零压点靠近热源，可能导致各用户泵过大，降低节能效果。

2.如何选择设计主循环泵及各用户变频泵的大小和泵型，以及在系统工况变化时，如何进行调节控制。

3.如何进行技术经济性分析，使得分布式系统的设计能实现初投资和运行的最佳经济性以及系统的可靠稳定性。

在常规运行方案中采用变频调速达不到理想效果的主要原因是要求的泵扬程不是与要求的流量的平方成正比。但管网系统中，主干管的压降是与流量平方成正比的，而用户部分的压降则要求为常数。

四、变频技术的节能原理

在供暖期，用户热负荷随室外温度的变化而变化。为保证供暖质量，满足使用要求，并使热能制备和输送经济合理，必须对供暖系统的运行工况进行调节。集中调节是供热调节简便易行和重要的手段。当室外温度高于供暖室外计算温度时，利用循环水泵的变频调节改变热网循环流量，可有效地降低供暖系统的输送能耗。循环水泵变频运行的节能性已被业界认可。采用正确的变频控制策略是实现变频节能的重要前提和基础。

为解决换热站资用压头不足的问题，传统定速泵加流量调节阀方式通过选择合适的定速水泵并在相应用户处加装流量控制阀来实现流量的调节。但此种调节方式本质上增加了用户支路的阻力，使水泵的能耗增加，总体运行费用也相应提高，因此这种调节方式的实现是以更多的能耗为代价的。生产中，对水泵、风机常用阀门进行节流调节，增加了局部阻力，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大。风机泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右，那就意味着占全国用电量的30%。采用电动机变频调速来调节流量，比用挡板阀门之类来调节，可节电20%～50%，如果平均按30%计算，节省的电量为全国总用电量的9%，这将产生巨大的社会效益和经济效益。 如果用变频器对泵类设备进行调速控制，用变频调速水泵取代定速水泵加调节阀的方式。变频调速水泵可以根据流量传感器传来的信号调节水泵转速实现相应流量控制，控制方式相对简单。不需要再用阀门进行节流调节，将阀门开到最大，使局部阻力最小，可以很大程度上降低水泵的能耗。

五、分布式变频系统的特点总结及优化设计思想

1.分布式变频系统的特点总结

综上所述，与传统阀门调节系统形式相比，分布式变频系统具有如下特点：

(1)由于分布式变频系统减少了阀门能耗浪费，使得系统动力功耗大大降低，尤其在部分流量下，节能优势显著。经过合理分析和设计，可以达到系统只有理想能耗的状态。所谓理想能耗是指系统采用理想控制时的能耗，反映了输配系统本身的属性。

(2)采用零压点压差控制主循环泵转速的方法，可有效改善系统的水力稳定性。根据零压点位置选在系统负荷集中处的原则，当干管流量变化时，各用户的压差变化比仅在热源处设有循环泵的传统方式大大降低，因此即使用户不作调整，干管流量的变化对用户支路的流量变化影响也不大。

(3)主循环泵仅克服零压点位置前的干管压降，这不仅可以准确确定主循环泵扬程大小，而且可以保证主循环泵的工作点效率在转速变化时保持不变，通过合理分析和适当选择，可一直在效率最高点工作。

(4)分布式变频系统干管压降变化范围减小，有利于避免水泵的气蚀现象。且管道和管件的压力降低，可延长管网使用寿命并降低管网投资。

2.分布式变频系统的优化设计思想

系统优化设计的目的是使系统的运行达到最佳的经济性、可靠性和稳定性，虽然从理论上分析分布式变频系统相对传统方式具有很大的优越性和良好的节能效果，但仍需要从经济和技术的角度来对分布式系统的设计应用进行细致的分析，使得系统的运行能达到预期的理想效果。

高效节能的分布式系统的设计以合理的管网设计为基础，包括以下几方面内容：零压控制点位置的选择，这决定了系统的初投资和管网运行费用；主循环泵和各用户泵的选择，要能保证在系统动态运行时变频泵的安全和高效；系统的可调节性和稳定性等。基于此，提出分布式系统的优化设计方法，在满足最佳经济性的同时，尽量实现系统运行的稳定、可靠。其方法为：以分布式理论特性理论分析为基本指导原则，以系统平均年计算费用为目标函数，通过HACNet软件模拟分析和总结零压点位置的确定方法和变频泵的优化选型，进而分析各影响因素来明确系统的调节控制方法，以及确定系统的适用范围。

六、分布式变频系统节能示例

间接式集中供热中对二次循环系统改造采用分阶段改变流量的质调节控制方式，以智能控制器作为整个系统的控制核心，收集并分析来自电动机、变频器、温度传感器及系统边界条件的各项数据，实时地对变频器、电动机的运行做出调整，即根据二次供水计算温差及回水下限温度控制换热站循环泵的流量。通过变频器控制循环泵电机的转速可以调节循环泵的输出流量， 在满足供暖负荷要求的前提下，大幅度地缩减循环水泵的用电量，使电动机在整个热负荷变化过程当中的能量消耗降到最低程度。并且间接减小热能能源的消耗，从而达到节能的目的。

应用变频器还能通过采用PLC控制泵的运行逻辑以及应用变频器控制泵的转速来实现提高系统的功率因数，减小电机的无功损耗， 并提高供电效率和供电质量这一目的。为了使循环泵组的运行效率最优化，对两台以上同扬程的循环泵并联运行的泵组采用相同数量的变频器进行同频驱动。换热站改造后实际节能率达到10%。系统的功率因数从0.7左右提高至0.99左右，减小了电动机的无功损耗， 从而提高了供电效率和供电质量。

结束语

供热管网设备中，变频技术具有广阔的应用前景，它不仅是当前企业节能降耗的重要手段，也是实现经济增长方式转变的必然要求，同时对实现我国可持续发展具有重要意义，应该加以推广和进一步研究。

参考文献：

[1]徐忠堂，发展中的中国城市集中供热[J]，城市发展研究，2011.

[2]胡建平，供热循环乘变频节能的经济分析[J].节能，2010.

变频节能范文第4篇

关键词：水泥行业;风机改造;变频节能

我国水泥制造业具有很大的竞争力，提高企业竞争力的最重要因素在于对风机电动机的有效使用，因此，水泥生产企业要重视对水泥厂中风机的节能降耗，通过调查发现，目前很多水泥厂生产设备仍需要进行人工调节，机器设备的自动化程度低，从而降低水泥生产效率，同时也会浪费大量的能源，造成一定的经济损失;为改变这种状况，在水泥生产线中，需要重视对风机或其他电机进行节能降耗的改造，通过大量的改造实践证明，变频调速技术在水泥厂风机问题的处理上取得了很好的效果，通过变频调速技术对电气传动进行变速调节，能有效保证水泥厂风机低能源消耗使用的运行，从而满足水泥制造业持续发展的节约型生产的要求。

1.高压变频改造的应用分析

变频调速高效的技术广泛应用各领域，尤其是在新型干法水泥生产线的高压风机调速控制的应用中，通过采用高压变频调速改造技术，不仅满足节能降耗的要求，实现经济效益最大化，而且有利于提升其他方面的效益，具体表现为以下几个方面：首先，使用变频调节改造能大大降低转滑环的烧损程度，减少对损坏转滑环和齿轮的更换工作以及生产设备的维护费;其次，这一改造技术在提高生产量的同时提高了调速精确度，保证产品的生产质量;最后，对风机等设备进行变频节能改造能延长其使用寿命，控制更换高质量设备的成本，在提高生产效率的同时又节约了生产成本。

2.主要问题与对策

水泥厂生产需要根据相关规范和要求，对水泥生产线风机进行风量和压力大小的调节，而采用高压变频器可以对风机设备进行调速，但由于水泥厂风速设备所处的环境特殊，一般放置在室外或库下，而现场生产又会有很多的灰尘粉粒等，对变频改造技术提出更高的要求，与此同时，还需要在水泥生产线风机应用过程中，对高压变频器设备的设计、安装、运行、维护等方面出现的一些问题进行深入思考，并提出相应的解决对策。

2.1关于高温风机的管道“塌料”问题。

一些降耗节能的变频器装置由于其电子器件过于满负荷而导致风机跳闸，造成生产中断甚至停止运行，从而给水泥生产带来巨大损失，而产生这种问题的最重要的一个原因在于水泥生产线窑内中的窑尾高温风机的超负荷工作，而这种高温风机超负荷的情况是造成高温风机管道“塌料”问题的关键所在;因此，国家在水泥节能设计中明确规定窑尾高温风机必须要采用变频调速装置，以确保水泥生产线风机的正常运行。

另外一个造成管道“塌料”现象出现的原因是管道内长期积压的高浓度粉尘，导致排风机的阻力和承压量不断升高，排风管内的气流出现紊乱加大粉尘的厚度和浓度，从而产生排风机超负荷的问题，高温风机或其他电动机损坏以及高温风机的管道“塌料”等问题也随之产生。

为解决这些影响生产的问题，相关水泥制造企业应采用高温风机变频器，才能有效减少“塌料”现象的产生，降低电机设备故障率，避免因变频运行过程中出现跳闸而导致生产中断或停运，造成企业经济的大量损失，所以进行合理的防尘设计和日常的清洁维护工作至关重要;除了考虑水泥现场粉尘污染环境外，还应充分考虑所处的自然气候环境，在水泥生产线高压变频器应用中，必须选用散热性能好的散热器件，提高散热效率，使其适应各种生产环境，既符合节能降耗的要求，提高水泥生产行业的竞争力，又能保证高温风机与水泥生产线的正常运行。

2.2关于对原配液耦、水阻问题的处理对策。

在处理原液耦和水阻问题时，应采用国内口碑较好、改造技术高的高压变频器品牌，为避免电机烧损，需要在绕线式电机对转子串水阻进行调速的基础上，使滑环因转子短接阻止电流传输，需要在安装中做一定的调整，例如拆除原配液耦，用连接轴取代液力耦合器的方法，这种通过对电机进行高压变频器快捷安装的改造工艺，能有效的解决原配液耦、水阻问题。

2.3电机及其配套选型。

为减少设备大量资金的投入，在选择高压变频器时，应根据不同企业的生产线改造情况进行考虑，不应该盲目的使用专用变频调速器，应根据水泥厂实际的改造运行情况，适当的进行选择，比如在单元级联式的高压变频器在生产线中，专用变频器对单元级联式的电机进行调速就不太适合，在这种情况下，就可以选用普通的异步电动机;

选用一般的电机绝缘还应满足输出电压的变化率要求[3]，有效控制器发热率和电流谐波失真程度，而专业绕线电机转子串水阻调速是专门针对上述原配液耦、水阻问题而进行设计的，其作用在于保证窑尾高温风机生产设备的有效运行，减少变频器故障的产生提高其使用率，从绕线电机转子串水阻调速的重要作用来考虑，需要加大对专业绕线电机转子串水阻调速技术的研究开发，优化其性能，才能使其更好的投入使用。

2.4改造中的谐波与干扰影响探讨。

在进行变频器节能改造过程中，应该着重解决谐波与干扰问题，谐波与干扰问题的产生主要有两方面的原因，一是变频器输入谐波造成电网的不稳定，由于对供电继电保护装置操作不正确，给电网供电带来影响，从而产生大面积停电，测量仪器仪表显示错误数据，降低了计量的精确度和控制性能，同时也会对其它电力装置造成干扰，最终影响电子通信设备的正常运行;

还有一个影响因素是外部谐波的干扰，也就是在旋窑的主窑直流传动系统中直流电机的应用，会产生大量的谐波干扰，从而造成高压变频器输入电压的不稳定，使其总谐波含量超标，所以必须采取合理的技术进行处理，而我国目前市场上主要采用的输入多重化移相整流技术就能有效的解决这些问题，其单元级联合电平的输出技术不仅能够使输出电流谐波失真达到最小，而且能够保证电网、电机产生的谐波含量控制在10%以内，满足用电系统的谐波要求;另外，采用智光电气的高压变频器的改造技术，也对抗电网波动和负载扰动能力起到重要的作用，符合水泥生产企业的供电及设备安全运行的要求，因此，只有采取科学有效的变频节能改造技术，才能保证水泥生产行业的稳定发展。

结语：

考虑到在国内新型水泥生产线中的实际应用问题，通过对大量的变频节能改造的实际应用可知，合理的变频调速技术对水泥制造业的发展具有重要意义，能有效解决水泥生产线中出现的问题，不仅能控制成本，减少环境污染，达到节约资源降低能源消耗的目的，而且符合社会和谐发展的需要，也是实现水泥制造行业安全持续发展的必要措施。

参考文献：

[1]试论水泥厂生产设备的变频调速控制的节能降耗改造方案[A].第三届全国水泥企业节电新技术交流大会论文集[C].2011：68-69

[2]李万果.关于降低水泥厂用电量和节能改造的探讨[J].科技资讯，2013，（2）：80-81

变频节能范文第5篇

关键词：变频节能技术 水处理系统 应用

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0081-01

水工业各系统领域是降耗节能最有用武之地的地方，变频节能技术在水处理系统中的应用将大大提高用水行业各领域的经济效益和竞争力，在全球化的市场经济中占领一席之地。变频调速节能必须是科学的，不能一哄而上，必须以坚实的科学依据为基础。变频节能技术就是在人们力求节能，杜绝浪费的思潮中应运而生的一种高科技手段[1]。

1 变频调速节能装置的节能原理

变频器作为交流电动机的驱动装置，具有调速性能好，效率高，性能稳定，可靠性高等优点。我们应从不同的角度去了解变频器、操作变频器、应用变频器，把变频节能装置充分的利用起来。

1.1 变频调速节能装置通过改变频率节能

变频调速节能装置的原理是改变电动机所需的供电频率，从而改变电机的转速，进而负载的转速得到改变。我们大家都知道，如果电机的转速我们用n表示，供电频率用f表示，电机的极对数用P表示，S为滑差，那么我们能得出这样一公式n=50f（1-S）/P，由公式可知，我们可以通过改变供电频率f从而达到改变电机的转速的目的。

变频调速节能装置是一种集合效率高、精度高、调速平稳、调速范围宽、无级变速等优点的调节装置。变频调速节能装置是一种利用电力半导体器件的通断工作原理，将工频电源变换成另一频率的电能控制装置。可降低转速用以减少流量，从而达到节流目的，所消耗的功率也将大大降低。

1.2 功率因素补偿节约能源

变频器按主电路主要分为电压型和电流型：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路的滤波是电感。

通常使用的异步电动机，将交流电变成直流电。经平滑滤波后，再通过逆变回路使直流电又变成不同频率的交流电，从而使电机获得所需电流和频率和电压。

降低功率可以直接降低电网的有功功率，在没有使用变频调速装置之前，设备使用率低，浪费非常严重；使用变频调速装置使用后，通过变频器内部滤波电容的作用，在一定程度上，不仅降低了无功损耗，提高了设备的利用率，电网的有功功率也大大提高了，进一步为节能打下了良好的基础。

1.3 软启动节约能源

电机硬启动对电网造成严重的冲击作用，并且在一定程度上对电网容量有极高的要求，启动时，瞬间产生的大电流和震荡对设备和管路的使用寿命会造成威胁。而用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能，可以使启动电流从零开始，它的最大值也不会超过其额定电流值，从而减轻了对电网的冲击，提高了设备的使用率，延长了设备的使用期限。

2 变频器在水处理厂泵站中的应用

众所周知，进水、配水泵房、絮凝沉淀、过滤、配水井、清水池，外加送入配水管网，还有加氯、加药、加氨等辅助系统，中间还要有回流泵房等一系列配件装置共同协作构成了我们常见的水处理工艺流程。

现在，供水系统越来越普及，细化到每个供水厂，水量变化是绝对的。随着季节的改变，变化系数和日变化系数都在改变。净配水厂比取水厂站的流量变化更大，这样一来，水处理厂必须更加注重节能减耗的措施，重视学习科学的降耗节能措施[2]。

絮凝沉淀、各种过滤的处理程序，加氯、加氨加药等一系列装置的流量的千变万化，都直接影响着整个水处理系统的不断变化，要掌握各种先进技术，来调节和适应这种突发性的变化情况。为了调节水流量，就要选择各种不同规格的容量，不同型号的水泵机组，或选择一台调速装置，合理用水，不造成水资源的浪费。

3 变频节能系统改造方案的设计

3.1 变频节能系统的控制回路和操作方式

水泵电动机的原控制回路均保留作为新控制系统的工频旁路，在变频柜上增加了输入开关量工频/变频转换选择按钮。通过程序控制继电器的辅助接点的动作，控制水泵电机工频和变频之间的电气互锁，避免操作上的失误。

可以通过主控室，变频面板，车间现场三地合理的控制该系统。变频面板控制在一定程度上方便调试，不仅可以实现速度调控、参数设定，还可以通过LED显示来监控系统运行情况。如果信号传输出现故障，我们也可以现场进行控制。现场控制是在电机旁设置一个操作机柜，可以很方便的就地观察水泵的运行情况和电机的故障报警显示[3]。

3.2 变频节能系统的监控系统

变频调速通常采用PLC可编程序控制器，一般选用PLC及梯形图编程语言来进行远距离的自动控制。西门子STEP7的梯形图编程语言可以很方便的通过计算机与PLC连接通讯，对现场各设备进行监控和控制。我们可以通过STEP7编程语言，对电控柜及现场操作箱的软启动器、选择开关、接触器等电气元器件进行监测和控制。

上位机控制系统软件采用西门子WINCC组态软件，通过组态软件程序控制上位机画面的显示，进行实时的监控。这种监控模式，在一定程度上，不仅节省了人力，也使得对设备的操作和维修保养更加简便。

4 变频节能技术的优势

变频节能技术在一定程度上不仅节约了水电费，也在一定程度上降低了设备维修费。它还给社会带来了一定的社会效益。变频节能技术使用后，为水处理系统既做到了少补水，同时提高浊环水循环率，又避免了水资源的浪费，而且还保护了环境[4]。

水处理系统领域的企业是传统的基础产业，是降耗节能最有用武之地的巨大市场。

5 结语

水工业各领域的系统如何做到有效的节能降耗，要从实际情况出发，科学的全面规划和选择。每个水处理系统，每台设备的调控，都需要根据实际情况选择合适的变频装置。变频器在整个供水系统中起着重要作用，它根据实时在线的用水量大小为依据，来控制变频器的运转。在国家倡导节能减排的大背景下，我们要在水处理系统中，合理的利用变频节能手段，真正的做到节能降耗目的。

参考文献

[1] 曹进静.变频技术在传统空气压缩机节能改造中的应用[J].安徽冶金，2011（2）.

[2] 刘春阳.水处理技术综述[J].中国新技术新产品，2010（14）.