变频调速器范文
时间：2023-04-04 06:03:57
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篇1
Abstract： This paper takes the circular shaft of a chamfering machine as the control and research object. The working principle， technical requirements， work environment and other characteristics of the machine are used to design the simple dedicated frequency conversion governor of variable voltage and variable frequency. The variable voltage and variable frequency governor combines the micro controller chip and motor speed control system into a whole equipment to implement real-time frequency control for the motor speed control of drive motor. It has some frequency conversion function of the universal variable voltage and variable frequency and it also has its own unique control function for the specific control object.
Key words： variable voltage and variable frequency；SPWM；study
中图分类号：TK243.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0162-03
0 引言
现今社会广泛应用变频调速的技术在各行各业，这种技术应用改变了传动的方式性，改变了传动的适用性。变频空调的应用既是对资源的节约，又在改善人们的生活。变频调速满足着各种需求，变频调速器从最初的电力电子器件的模块化，不断改革创新，先实现了交流电路开关的高频化，后实现了控制手段的全数字化。当前企业生产中采用的机加工设备使用到的变频调速器大部分为通用型变频调速器，通用变频调速器用于一般工业驱动，但是其通用的功能设置较为复杂造成了某些设备的功能冗杂，控制程序多，资源浪费，在这种情况下，人们对专用变频调速器的需求越来越强烈，同时针对通用变频调速器存在的成本高、系统复杂等问题，人们还设计了简易变频调速器，不仅有效解决了传统变频调速中存在的问题，还可将其用于某些特殊应用领域的特定的控制对象，满足某些特定的控制要求[1]。
1 硬件电路设计
考虑到本设计中倒角机的特点及工艺要求，设计简易变频调速器时应综合考虑其可靠性、经济性和专用性等特点，功率器件选取智能功率模块（IPM模块作），核心控制芯片采用LM3S6911，主回路采用的是典型的交-直-交电压源型功率变换器结构。
变频器的主回路主要三大部分：
①整流电路：三相桥式不可控整流器。该电路的功能是将三相交流电（AC）整流：变成直流电（DC），整流后的电为脉冲电压，必需要经滤波后供给负载。
②中间直流环节：该部分包含制动电路、限流电路、滤波电路等[3]。整流电路输出的电压经过中间环节输出稳定的直流电供给后续电路。
③逆变电路。逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，该电路将中间环节输出的直流电转变成交流电，其输出为PWM波形。原理图如图1所示。
如图1所示：外部工频电源R、S、T分别由接线端子J1的1、2、3端经熔断器输入到整流器模块的1、2、3电源引脚，在整流电路中输入380V三相交流电，使其变化为537V的直流电；经整流后的直流电通过滤波电路进行滤波，减小了整流后直流电中的脉动成分变成平滑的直流电；将该直流电输入到逆变电路模块，该直流电将被逆变成为电压、频率均可调的220V三相交流电，逆变电路的引脚4、5、6分别输出U、V、W三相电压，经接线端子J2的1、2、3端输出给与其相连的三相交流异步电机。此外在直流回路中串入的限流电阻RL，它的功能是为了避免大电解电容在通电瞬间产生过大的冲击电流，造成电路损坏。
控制电路的控制芯片采用LM3S6911微控制器，它拥有ARM微控制器所具有的大部分优点，其具有工作频率为50MHz、32位RISC性能、提供系统时钟、4个通用定时器模块，每个模块提供2个16位定时器。由于LM3S6911芯片的供电电压只能是3.3V，而给整个控制系统供电的是一个外部+5V直流电源，如此在设计系统电路时必须设置一个电压电路，以便实现两个不同电压的转化，确保稳压电源来给微控制器供电。
系统的控制单元使用DV12864C点阵LCD液晶显示模块，该模块是128x64点阵LCD，将该模块的外部引脚与LM3S6911微处理器的GPIO寄存器的外部接口相连接，构成显示电路图，如图2所示，该部分电路采用8位并行传输方式与微控制器进行数据传输[3]，可将各设定参数及传感器数值显示出来，同时具有光标闪烁、字符移动等功能。
2 软件设计
简易变频调速器既保证能够达到性能指标要求，又简化了通用型变频调速器的硬件电路，因此要最大限度的保证系统的安全性、可靠性以及更好实现系统的性能指标，这无疑对软件设计提出了更高的要求。
软件的关键组成部分是SPWM的实现，随着现代科学技术的不断发展，SPWM波形依靠软件就可以生成，本设计就是采用了软件生成SPWM的方法。软件设计的主程序主要包括初始化模块、循环调用模块、中断模块、故障检测模块等，通过变化各模块的组合使用情况，改变功能模块之间的关系，可以实现不同的功能要求。其中初始化模块包括：ARM初始化、系统初始化、定时器（GPTM）初始化、ADC初始化、PWM寄存器初始化、PWM比较器初始化、GPIO端口初始化等。
3 实验结果
经过多次试验，使六路输出的信号PWM 0-PWM 5分别经过了驱动电路控制IPM中相应IGBT管的导通与关断，以输出三相正弦脉宽调制波，控制电动机的变频调速[4]。IPM的逆变桥的同一个桥臂上有上下两个IGBT，但在实际工作过程中两个IGBT无法同时导通，这时需要对两者的驱动信号进行观测，波形图如图3中（a）所示；并在电路正常运行的前提下对控制工作组的U相上IGBT管和V相下IGBT管的驱动信号进行了观测，波形图如图3中（b）所示。
调试好的SPWM生成程序经过调试试验发现，电机的换向控制要求基本上都可以得到满足，因此软件部分完成，进入硬件调试阶段。在硬件调试阶段，应采用示波器进行观测同时记录实验结果。
4 结束语
LM3S6911芯片不仅简化了系统的硬件电路，还有效解决了传统系统中存在的弊端，具有很高的可靠性、实时性和准确度，系统稳定性好。
参考文献：
[1]刘学俊，饶万里.集中安装效果良好――交流变频调速器在铜精矿的应用状况[J].电工技术杂志，2004（06）.
[2]陈立功，周志超，彭昱.基于FX2N的电机无级调速系统设计[J].西华大学学报（自然科学版），2010（01）.
篇2
[关键词]PLC变频调速器多电机控制网络通讯协议
一、引言
以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1所示。
工作时操作人员通过控制机（可为PLC或工业PC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。
二、系统硬件构成
系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；
1、FX0N—24MR为PLC基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、FX0N—485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、FR—CU03为FR—A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS—422/RS—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、FR—A044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC通过FX0N—485ADP发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。
三、软件设计
1、通讯协议
FR—CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示，
该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。
2、PLC编程
要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N—485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序（部分程序）如图5所示。
程序中通讯发送缓冲区为D127~D149；接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N—485ADP的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，X0的上升沿M50吸合，变频器1的站号送入D130，运行命令字送入D135，ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；接着求校验和并送入D136、D137；最后置M8122允许RS指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息FX0N—485ADP收到后置M8132，PLC根据情况作出相应处理后结束程序。
四、结语
1、实际使用表明，该方案能够实现PLC通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。
2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。
篇3
关键词:交流变频调速 谐波 PLC接口
中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
1 概述
西德龙门加工中心17-10PF原主轴伺服系统采用西门子可控硅直流装置SIMOREG V5系统。主轴电动机为西门子他励直流电动机,功率为75KW,安装方式为立式。该加工中心投入使用十余年,加上渗漏的液压油的污染,电机时常产生短路打火现象,因此不得不每周停机一天清洗电机,保养整流子;即使这样也不能避免电机短路打火。一旦发生短路打火,就需要对电枢进行绝缘处理。每拆装一次电机并进行修理,停机时间长达几周,所需费用也不少,而且电机经过多次修理已经处于报废边缘。因此车间经上级部门同意决定对其进行改造。
2 可行性分析
对于更换直流电动机还是更换交流电动机进行了论证。更换直流电动机工作量小没有任何风险,但渗漏的液压油仍将污染电机,影响机床的使用;更换交流电动机需要加装交流变频调速系统,并要处理交流变频调速系统和NC及PLC之间的连接问题,有一定的风险,但交流电机没有碳刷装置无需维护,渗漏的液压油不会影响其使用,从信号的匹配考虑仍选用西门子的交流调速系统和电机。
从费用上考虑原型号直流电机需要单独订货,价格约30万元,而交流电机加变频系统价格约20万元。交流变频电机存在较大的优势。
交流变频调速装置采用西门子的SIMODRIVE 611,三相四极电机,功率60KW,其工作原理如图所示:
该系统能提供恒功率输出,保证电动机在静止状态也能提供足够大的力矩。电网提供的三相交流电源可直接送入变频系统,经由三相桥式全控整流电路,向中间电路直流供电,升压器将直流电压从535V升到575±2;而逆变器是由6只反向并联续流二极管的功率晶体管组成,通过磁场计算机的控制,输出具有精确频率,幅值控制在0～300HZ的闭环转速和扭矩控制以及磁场。计算是由两片16位微处理器8086为核心的控制组件完成;电机的转速是通过装在电机轴上的编码器进行测量的。
3 改造准备
变频装置与机床接口框图如下:
在利用交流装置取代V5系统,变频装置与机床原接口信号必须重新处理。在处理过程中为保证机床实时控制的合理性与安全性,没有改动机床PC程序。原机床PC主轴控制程序是针对V5系统编制的,而变频装置与PC接口信号同V5系统与PC接口型号各不相同,为此进行以下处理:
(1)将V5系统主电路保护信号、电机保护类信号进行短接,而不是取消。因这些信号是以直流短接为基础产生的,短接以后PC控制不会产生报警及停机。
(2)将变频装置内部报警信号同V5的主电路保护信号进行比较。相同信号直接进入PC,不同信号经各种转换后进PC。
(3)将交流电机保护信号利用原直流电机保护信号接线,直接进入PC。
(4)变频装置控制信号经过适当的继电器转换变成原V5系统的控制信号,输入PC,完成PC对变频装置的控制。
由于使用交流变频装置,其逆变器工作时将产生大量的高次谐波,造成周围电压升高,对机床系统的正常运行构成较大的干扰。为此,在变频装置的输入端和电网间,加装一个三相平波电抗器,抑制变频装置对外产生高次谐波。
4 改装中遇到的问题
改装中也遇到一些预想不到的问题,像主轴不能准确定位,各挡转速的分配等。原系统定位是在主轴减速箱上套装编码器,将信号反馈给NC数控系统,实施主轴准确定位。定位时主轴给定信号(由NC输出至主轴定位数模转换板)为恒定电压定位信号,改装后的变频主轴对这一恒定电压信号不匹配。表现为主轴转速偏快,使得主轴定位不准确,差1-2°,在无法改变NC输出电压和必须利用原主轴定位编码器的情况下,将主轴定位数模转换板定位信号适当减小,直至定位准确为止。
5 改造后的效果
改造后经过几年的运行,主轴部分未发生任何故障。由于系统的稳定,在进行工件加工时,没有以前V5系统因扭矩不够造成NC自适应控制系统断电保护现象,提高了工件的加工精度。
总体上看,用交流变频调速系统改造加工中心是成功的,达到了预期的目标。
参考文献
[1] SIMOREG-V5系统说明书.
[2] 西门子变频器参考说明书.
[3] 西门子8MC数控系统说明书.
篇4
关键词：斩波调速；变频调速
1 简述
我矿2011年前所有蓄电池电机车全部采用电阻调速控制，由于电阻调速技术老化，在使用中故障较多，为此我矿针对此项问题进行技改公关。2011年8月开始进行机车改造，选用了两种方案：一种是采用斩波调速控制，只需要更换控制器；第二种方案采用变频调速器，但需要同时更换电动机。
2 改造方案
方案一：选用湘潭新昕通用电气有限公司生产的ZBT1-2×150/***矿用隔爆型斩波调速箱，直接替代原电阻调速控制箱。照明灯及降压电阻由新型的LED照明灯替代。调速电阻改成制动电阻。
方案二：选用唐山才德电气有限公司生产的KBPT-44/192Z隔爆型变频调速器，替代原电阻调速控制箱。将直流电机更换为专用交流电动机。取消调速电阻。照明灯及降压电阻由新型的LED照明灯替代。
3 调速器优点对比
3.1 斩波调速器的优点：
3.1.1 节能：调速状态下，与原电阻调速相比，节能30%左右。
3.1.2 起动平稳，起动力矩大：采用无级调速方式，从起动到全速均能平稳过渡，有效地保护了机车的机械系统，司机可根据实际需要任意控制机车速度；且牵引力比电阻调速机车大，工作效率高。
3.1.3 欠压保护：当蓄电池电压低于设定值（可根据用户而定）时，欠压保护电路动作，有效地保护了蓄电池。
3.1.4 电流保护：采用电流传感技术，时刻跟踪检测电机电流变化，当机车超载或机车故障引起电流增大时，电流保护电路动作，机车速度降低，有效地保护电机及机械系统。
3.1.5 电源防反接保护：当蓄电池极性接反时，斩波器不工作，保护功率元件不受损坏。
3.1.6 温度保护：当斩波器工作温度达到85℃时，斩波器暂时停止工作，防止功率元件因过温而损坏，待温度降低后，斩波器自动恢复工作。
3.1.7 无弧通断：正常操作下，所有司控开关均无弧通断，大大延长了司控触头的使用寿命。
3.1.8 蓄电池电压及电量显示：电量仪直接显示蓄电池电压，蓄电池充电达到100%标称电压时，绿色指示灯全亮，超过130%标称电压时，黄色指示灯全亮。只有红灯显示时，蓄电池电压已低于70%标称电压，提醒司机及时充电，有效地保护蓄电池过放电。
3.1.9 给定可靠：采用光电式给定，线性好，寿命长。
3.1.10 积木式结构：简单、紧凑，安装维修方便。
3.1.11 运行可靠、使用寿命长，降低了机车的维修量和维护费用。
3.2 变频调速器的优点：
3.2.1 调速范围为精密无级调速，最低频率可调到0.1HZ，最低轮对转速可调至1r/min。
3.2.2 可任意设定车速，车速设定后即使在下坡行驶时也不会超过所设定的车速。
3.2.3 调速手柄可以使机车速度在设定速度范围内任意操控。当机车由高速调至低速运行时，尽管机车有速度惯性，但机车仍按调定的速度运行，此时起到了制动减速的作用。
3.2.4 具有零速制动功能，而其他直流蓄电池电机车是无电制动的。
3.2.5 具有下坡道运行时对蓄电池充电的功能，能够延长蓄电池放电时间。
3.2.6 因变频调速器具有欠压报警功能，当蓄电池电压低于额定值85%时变频调速器停止工作。以防止蓄电池由于过放电而缩短其寿命。
3.2.7 当某种情况下致使变频调速器温度超过85℃，变频调速器自动封锁输出。
3.2.8 变频调速器具备电动机短路、缺相、欠压、过载保护功能。
3.2.9 具有低速大转矩特点。
4 调速器的缺点对比
4.1 斩波调速器的缺点：
4.1.1 重载启动效果差，在工作面装载货物后，起步较困难。
4.1.2 停车需要手闸制动，电制动制动太快，容易造成矿车落道，造成事故。
4.2 变频调速器的缺点：
4.2.1变频调速器控制器内部较复杂，出现故障不容易处理，需要维修人员具有较高素质。
4.2.2变频调速器内部控制板及零部件，价格较高，虽然不容易损坏，但成本较高。
5 总结
通过一年多的实际使用，两种调速器都得到员工的好评，各有特色，都能够满足安全生产的需要。考虑改造成本，维护成本及维护能力等综合方面，改造车选用斩波调速箱最经济。
变频调速机车采用交流隔爆牵引电动机不易损坏，变频调速器无触头，没有耗能的起动、调速电阻，维修量小。与斩波调速机车相比无失控之弊病，更为显著的特点是节电节能效果好，维修量小，电池组寿命长。随着科技的发展变频调速技术的逐步普及，零部件价格趋于合理，所以变频调速机车更为优秀。
参考文献：
篇5
关键词：提升绞车；变频调速；改造；效果
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）05-0173-02
我公司有八对煤炭生产矿井，均采用斜井开拓方式，主要安装GKT、JT和JK型提升绞车担负着斜井的提升运输任务，这些绞车均采用绕线式电机转子回路串电阻调速，已经不能满足矿山运输的安全性、可靠性要求；电控均使用继电器结构原理，电控被国家煤监局列入第三批禁用和淘汰的设备和工艺名录中，期限至2012年底禁止使用。
从2009年开始公司共投入约202万元资金对公司下属各矿井井上下在用低压提升绞车进行变频调速技术及PLC技术改造，至2012年改造16台（我司近几年提升绞车变频调速改造如表1所示），解决了上述问题。本文以小华煤矿主提升GKT1.6×1.2-24绞车为例对绞车变频改造原理进行叙述，并对效果进行了分析。
1 变频器的选择
提升绞车变频器应选择具有失量控制方式及四象限运行能力的能量回馈功能变频器。我公司各矿井主要采用华腾V5-H系列高性能矢量控制变频器对绞车电控系统进行技术改造，除丰海煤矿斑二井2 m提矸双滚筒绞车和东坑仔矿主提升1.6m提煤双滚筒绞车由于是双钩提升，重车下放不经常，电机处于发电状态时间不长，采用价格比较低廉的IPC能耗制动单元的制动方式外，其余绞车变频器均带能量回馈单元。
2 变频调速系统和能量回馈单元工作原理
2.1 变频调速系统工作原理
V5-H型变频调速器提供完善的接口电路和工业标准信号，内设PLC与计算机编程接口，采用最新WINDOWS 版本编程软件进行编程，既可以与新装系统实现配套使用，也可以对老系统进行改造， 可以接受DC 0～5 V、DC 0～10 V 和4～20 mA 工业标准信号。用于系统改造时，增加远控装置就可以实现工频与变频的相互转换，监视系统的操作和运行状况等功能。接口电路实现了变频调速器与控制系统的连接，具有正、反转控制，速度调节（可以采用档位调节方式，也可以采用模拟量输入方式），制动系统连锁，安全回路连锁，监视操作、自动运行、状态提示等功能。
变频调速器依据提升机控制系统的不同，采用不同的接线方式及控制程序，可以实现灵活的操作运行方式。变频调速系统可以实现自动运行和手动运行两种方式。
①自动运行方式。利用变频调速器内部的PLC 控制系统，设置闭环速度控制软件参数，可以实现从起步、加速、等速、减速、停车等全过程自动调速运行方式。提升机运行过程中，除开、停机外，可以不需要人工干预。同时在控制台显示不同的运行状态。
②手动运行方式。在设置手动运行方式下，操作人员通过改变主令控制器输出量（根据用户要求变频器内部可预置五个速度段，分别对应于变频器运行频率6 Hz、15 Hz、25 Hz、35 Hz、50 Hz，以适应控制系统对提升机不同运转速度的要求），来控制变频调速器，以实现电机的爬行、加速、减速、等速运行，实现无级调速。在系统给出减速信号后，变频调速器同样会启动机内部自动减速程序。有效防止人工误操作的发生，保障系统运行安全。
2.2 能量回馈单元工作原理
当电机进行制动时，制动阶段产生的再生电能将会回馈到上级变频设备，从而导致设备直流母线电压升高，影响设备安全及正常运行。我司绞车变频改造能量回馈单元，主要采用深圳市合兴加能科技有限公司生产的PFH型重载回馈单元，PFH重载回馈单元通过直流母线端子直接连接至变频器上。当直流母线电压达到一个设定阀值时，PFH自动开通以防止直流母线电压继续增长，即PFH采用电压自适应控制，无论电网电压如何波动，当提升机机械能转换成电能送入直流回路电容中时，能量回馈单元及时将电容中的储能回送电网，解决了能量回馈。PFH的电子器件由直流母线电压供电。
2.3 变频调速及工频调速系统的切换及互为备用
提升绞车为单机运行设备，可否正常运行，直接关系采区或整个矿井生产能否顺利进行，为确保提升绞车的安全正常运行，绞车除安装变频调速方式外，还保留工频运转方式，只要进行简单的操作就能实现工频、变频切换运转。工频调速系统只在应急情况下使用。变频、工频切换如图1所示。
3 绞车变频改造的安全效果及节能效益分析
①提升绞车安全可靠性得以提高，操作更加容易简便。系统实现软启动和软停车，能方便控制绞车提升速度，安全得到保证，极大地降低绞车的操纵难度；减速时采用电力制动自动减速，操作工无需再用施闸手段控制绞车速度，避免了超速、过卷的发生，杜绝了人工操作失误。同时盘形闸闸瓦或工作闸轮的磨损消耗大幅度减少。
②提升系统电能消耗明显下降。变频调速时转子电阻被短接，节约了加、减速阶段消耗在电阻上的电能。据统计分析，提升绞车变频调速可节约电能达20%～30%。
③电机发热大幅减轻。与转子串电阻调速相比，变频调速改造后电机定子、转子温度有较大幅度的降低，电机故障率大大降低。
④人员和设备工作环境得到改善。电机转子调速电阻的停止使用，大大降低现场环境温度，根据实测绞车变频改造后绞车房温度可下降2～3 ℃。减速过程用电力制动代替机械闸瓦制动，消除机械制动闸瓦或闸皮磨损造成的飞尘，司机的工作环境得到明显改善。
⑤无谐波污染，不干扰其他设备。变频调速本质上几乎不存在谐波污染，也不会对生产、安全通讯等其他设备，造成任何干扰，不需增加治理投资。
⑥节能效果和材料消耗分析。以小华煤矿为例：小华煤矿+746 m主斜井GKT1.6×1.2-24绞车担负全矿煤炭、矸石提升任务，全年煤炭产量11万t，掘进进尺5 000米，折成装1 t U型标准矿车，年提升重车13.1万车（其中矸石3.75万车），每钩提煤5部或提矸4部，下放6部空车，斜巷坡度20°，最长提升斜长719 m（+746 m至+500 m水平），电机功率155 kW，日运行时间达16 h。根据电表及现场测定改造前绞车年耗电量253 200 kW·h，改造后年耗电量200 400 kW·h（改造前后提升量相差不大），节电率达20%。改造后每年节约电费253 200 kW·h×20%×0.65元/ kW·h=32 916元。绞车变频改造后每台绞车每年起动电阻器、接触器、盘形闸闸瓦或工作闸轮等材料消耗据统计也可节省近2万元，合计年节约费用约为5.29万元。本变频调速方案公司投入资金为109 600元，按测算2年就可以回收投入成本。
4 结 语
我公司16台提升绞车经变频改造后的，操作简单方便，维护量少，控制系统可靠性和稳定性提高，节能效果较明显。由此可见，变频器在绞车上的应用具有很好效果，值得推广。
篇6
关键词 车坯机 PLC（可编程序控制器） 步进电机 变频调速器。
一、电瓷行业1.9米仿形车坯机技术现状
电瓷行业成型车间现在好多还在使用手动的1.9米仿形车坯机，该车坯机两侧各安装一排相应的加工刀具，生产时需要两人同时各推动两把刀具同时加工，劳动强度非常大，生产效率低，而且产品质量受操作者人为因素的影响较大，很难保证产品质量的稳定与提高，所以对原有车坯机进行改造是很有必要的。
二、可编程控制器（PLC）作为自动控制中心
可编程序控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它使用可编程序的存储器，来存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，而且具有良好的抗干扰能力，还具有自诊断和故障报警功能，非常适合开环控制系统。
根据电瓷行业产品特点和工艺要求，采用样板刀车坯，运行轨迹非常简单，完全可以满足旧车坯机的技术改造要求，实现自动进退刀车削加工，并可以随时变更产品，调整参数，根据需要还可以组成工业网络，实行集中管理分散控制。
以PLC作为自动控制中心的车坯机自控系统如下：
系统选用西门子（SIEMENS）公司生产的S7—200系列可编程序控制器，配接相应的编程器以及输出控制模块，可以实现整个棒形车坯加工全过程的自动控制，根据生产要求随时进行调整。
三、以步进电机作为切削动作自动控制的执行机构
步进电机作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行的。其特点是没有积累误差（在不失步的情况下，重复精度为100%）。所以广泛应用于各种开环控制领域。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动。这种装置就叫步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说控制信号每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一步距角，因此，步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。PLC将步进信号、方向信号、脱机信号等输入信号传入步进电机驱动器，进而来控制步进电机的运行，同时步进电机驱动器又把反馈信息传给PLC。
四、采用变频调速器对车坯机主轴转速进行合理的调整
车坯机主轴转速的调整采用变频调速器进行无级调速，由于车削加工要求实现恒功率，按此要求来选择使用变频调速器。主轴电机使用2.2KW的三相异步电动机，选用恒功率负载变频调速器，使坯件转速在0—160转／分无极调速。
五、总结
旧车坯机经过改造之后，可以充分发挥现有设备的生产能力，改善旧设备的技术水平，从而降低劳动强度，提高劳动效率，减少了人为因素对产品质量的影响，产品质量有了保障，既提高了经济效益，又提高了社会效益。
参考文献：
篇7
[关键字]节能降耗；石油化工泵；技术
石油化工生产输送泵过剩扬程节能控制技术
石油化工生产中在输送泵环节的过剩扬程节能控制技术节能效果显著，对不同的泵节能控制技术有所不同。其中最简单的调节方式为出口节流，但该方式不适用对流量调节有较大要求的泵，因而阀门开度不应低于百分之五十。选用在进口处进行节流则可令节流损失扬程降低，由于吸入的压力包含较大裕量因而可用于串联运行第二台泵的进口位置，而对多级泵则不适用。在化工泵出口管线增设旁路可令其部分液体回流至泵进口及吸液罐，令泵工况点实现了向低扬程、大流量的方向变化，令实际泵量较需求量大，因而不会呈现因低于最小连续流量从而产生气蚀、液体过热或不良振动现象。该方式适用于旋涡泵，这是由于在流量不断增大时旋涡泵的功率会有所下降，反而不适用于对离心泵的流量调节。在流量、扬程大于所需总量的百分之三至百分之五时，我们可采用切割叶轮外径的方式令其流量、功率及扬程有所下降，在一定的切割范围内，我们可将叶片出口的安装角度视为不变、流动则视为相似，依据相似原理对切割之后的相关性能参数进行换算。在切割叶轮时，我们应观察叶轮是否为原型，倘若已进行过切割，则再次切割量不宜过大。对导叶泵切割，应将叶轮叶片车削，控制叶轮外径及导叶内径不出现较大的间隙，而遇到蜗壳泵，我们则可将叶片前后盖板进行同步车削。在导叶泵及双吸泵的处理中我们可对叶片进行倾斜式车削，从而获取具有稳定属性的性能曲线。切割叶轮后削尖叶片非工作面可令出口宽度放大，我们至少应保留叶尖厚度为两毫米，令效率适应性提升。当流量或扬程需降低百分之十五之上，或泵过大，我们可将原有叶轮更换为较小叶轮，原有叶轮可储备待恢复流量及扬程阶段使用。当小型泵时我们可换用适用泵，倘若低速电机更适用则不必进行叶轮的更换，这样也利于令泵的振动、磨损及噪音显著降低。当多级泵调节压力或流量较大时，我们可拆去排出端的一个叶轮，而不应在进口端对叶轮拆除，从而有效避免进口阻力的增加产生不良气蚀现象。
2、石油化工生产变频调速节能控制技术
2、1控制方式的合理选择
变频调速节能控制改造对象包含单回路及双回路控制。前者改为变频调速的控制模式较为简便，我们只需对系统调节器的控制输送信号由送往控制阀改造为送往变频器，同时保持原有控制阀、副线阀及前后手阀全开即可，利用变频器的控制电机转速进行对泵流量的调节。对双回路的控制改造我们可将其主回路依据前类单回路控制方式进行变频调速改造设计，同时停用副回路，将控制阀及前后手阀予以关闭。
2、2变频调速器控制优势
变频调速器具有质轻、体积小、操作便捷等优势，同时可依据操控需要进行自控、手控或遥控。其输入端可与电源直接相接，且输出端则可同电机相连。同时电机可直接进行在线启动并低速运行，所需的启动电流较低，仅需为额定电流一点七倍，拥有较低的设备及电网冲击。同时变频调节器具有对欠电压、过电压、过电流、瞬间停电及短路现象的保护功能。对设备的转速降低后还可降低噪音、轴承磨损及不良振动，有效避免泵抽空现象，令其使用寿命显著延长。再者泵出口的压力有所下降，令下游的操作压力稳定下降，调节阀处于全开位置令磨损现象近乎为零，有效降低了维护工作量。
2. 3设备选用应注意的问题
当循环周期流量包含的变化系数高于百分之九十时，我们不应采用变频调速控制方式，只有当低于百分之八十时才能体现节能效果。变频器大小的选用应以泵本身配用的电机为标准，依据厂家推荐容量合理选用，同时应令其具有高于电机额定电流百分之十的裕量。实际功率与设计功率有较大差额的泵，我们可选用较电机功率小的变频器，或依据实测电机的在线运行功率进行合理选用，尽量控制投资，且变频器容量不应低于电机三分之二。倘若泵在低转速下长期运行，电机便会因铜耗、铁耗大量损失而令温度不良升高，令使用服务寿命受到一定影响，同时对变频器也较为不利。这说明我们选用了过大的泵，因此应考虑换泵或对泵进行必要的改造，同时将变频器容量提高一档。
3、结语
环保、节能是人类社会持续发展的永恒主题，基于现行石油化工生产的不良耗能现状，我们只有针对石油化工泵的使用状况合理实施过剩扬程节能控制技术，基于变频调速器控制优势科学选择变频调速节能控制方式，注重设备选用中的关键问题才能切实节约石油化工生产能耗，为石油化工企业创设更多的节能效益。
[参考文献]
[1]马林，李惠盛.石油化工节能措施分析 [J].黑龙江科技信息,2010(20).
篇8
关键词：变频技术；给水泵；节能改造
引言
与传统调速方式相比，变频调速技术具有精度高、功能较强、体积小、可靠性高、可操性强等诸多优势，其在给水泵节能改造中应用，能够极大地改善给水泵运行中能耗大的问题，对于给水泵的安全运行而言也有着十分重要的现实意义。
1变频技术的节能原理
从电机学的角度上来将，电机转速可以通过以下公式进行计算：
n=（1-s）×60×fp
其中，s表示的是滑差，f表示的是电机的运行频率，p表示的是电机的极对数。从上述公式中能够看出，电机的运行频率、电机的极对数以及电机的转差率均有可能对电动机的转速产生影响。因此，可以从这几个方面入手来调整交流电机的转速。
其工作原理可以概括为以下几点：①变频调速器对来自电网的频率为50Hz的交流电进行接收；②交流电通过滤波与整流等中间步骤转化为直流电；③通过逆变等原理，直流电能够转化为电压及频率能够调节的交流电；④此交流电输出到交流电机，从而使交流电机的变速运行成为现实。通过下图1能够更加直观地表现出变频技术的原理：①通常情况下，当给水泵的正常工作点为A时，水量如果想要从Q1的位置调节到Q2的位置处，在对利用阀门调节水量的过程中，假如管网的特性曲线从阀门全开，即R1的位置，变为阀门关小，也就是R2的位置时，其工作点的位置也需要调节到B点，其功率大小就是OQ2BH2所围成的图形的面积，从水泵的功率变化上来看，虽然其没有发生较大的变化，但是，其效率却有着明显的下降。②在给水泵中应用变频技术对其进行调速，电机转速的提升或降低可以根据实际需要来进行，从而使给水泵的性能曲线得以一定的变化，下图1中，从额定转速（n1）到转速下降（n2），其工作点由A点调节到C点，同时，为了与相关工艺的需要相满足，需要对相关的参数进行一定的设置，那么，OQ2BH2所围成的图形的面积实际上就是该水泵的功率，其工作效率曲线图向右平行移动，但是，仍在高效区段进行相关的工作，下图1中阴影部分的面积就是变频调速实际上所节约的能耗大小。
图1 水泵的工作曲线图
从变频器的节电方面来说，其具体表现在以下几个方面：第一，调速节电，这也是变频器最为主要的节电原理。从流体力学的角度上来说，轴功率与速度呈现出一种正比例的关系，因此，如果转速降低，那么轴功率也必然会有所下降；第二，一般来说，从交流电动机的起动电流来看，其要比额定电流高出5到6倍，但是，在变频器调速之后，交流电动机的起动电流一般要比额定电流低；第三，系统的功率因数能够达到0.95以上，这样就能够在很大程度上对无用功进行节省，并且对于变压器所承担负荷的降低也有着十分重要的现实意义。
2变频技术在给水泵节能改造中的应用分析
从目前的发展形势来看，变频调速技术在给水泵控制系统中的应用比较多，而且，大部分都是在开环的状态下进行的，也就是以工艺或者是外界条件的变化为依据来对变频器的频率值进行人为地改变与调整，从而使调速成为现实。而系统主要是由控制对象、变频调速器、压力测量变送器以及调节器等构成的。水管出口的压力能够通过压力测量变送器测量出来，并且能够将其转换为4～20mA的标准信号，送至调节器，并将其与所需要的控制指标进行一定的比较，从而得到偏差。同时，按照预先制定好的调节规律来将偏差值经过调节器来进行相关的运算，从而得出调节的信号，并将该信号送到变频调速器中，使其将380V／50Hz输入的交流电，转化为O～380V/0～400Hz能够连续且可以调节电压与频率的交流电，并将其直接供给给水泵的电机。在给水泵节能改造中应用变频调速技术，能够降低电机水泵的运转速度，使设备的使用寿命得以延长，而且对于设备维修费用的降低也有着十分重要的现实意义。同时，由于变频器启动与试速平稳，能够在很大程度上使电网的冲击得以减少。而且，变频调速器具有更加完善的数字显示与诊断的功能，能够更加灵敏地检测故障，这对于水泵运行可靠性的提高而言意义重大。
3结语
总而言之，在给水泵节能改造中应用变频技术，不仅具有良好的调速性能，而且节能的效果也是十分显著的，并且还能够在很大程度上保证给水泵电机的安全稳定运行。现代社会对于节约能源的要求越来越高，各行各业都在积极地研究节能技术与措施，而变频技术在给水泵节能改造中的应用，能够在很大程度上提高工作的效率，而且对于能源的节约也十分有利。从某种程度上来说，变频技术因其所具有的各项优势而在今后发展的过程中展现出广阔的应用前景。
参考文献：
[1]白恺.华北网高压厂用电动机变频调速技术的应用情况[J].变频器世界，2004（04）
篇9
变频技术是从60年代开始的一门电机应用技术。从电力电子器件中的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)等开始发展，在今天更有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)等新型电力变换器件。同时，在70年代脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速开始得到了应用。在80年代，以PWM模式优化问题为变频技术核心的技术得到了更广泛的应用，并且得到了市场的广泛推广。
我国在90年代开始，随着大功率晶体管技术的成熟和成本的降低，同时控制技术也在计算机的扶助下有了更强大的支持，在各个行业中得到了广泛的应用。变频技术在工业以外也得到了更多的应用，在促进民用建筑节能的今天，变频技术作为可以大量节省能源的技术更得到了建设者和设计者的青睐。
1.1变频调速器
变频调速器也称变频器，全称为变频变压调速器VVVFI(variablevoltage&variablefrequencyinverter)。变频器主要是采用晶体管GTR作为功率元件，以单片机和集成电路为控制部件，采用正弦脉宽调制方式的机电一体化产品。随着功率元件的发展和计算技术的优化，结构上体积小，重量轻的变频器无论在成本和节能上都优于传统的变极调速、串阻调速、串极调速、滑差电机调速等电机调速方式。这种电机调速的应用正从交流电机向直流电机延伸。
在建筑设备系统中，风机的风量控制和水泵的流量控制，在传统电机中很少采用转速控制方式的，多数是以恒速运转。当需要进行风量、流量调节时，主要以调节挡板或节流阀进行调节，这种控制简单但是会浪费大量的能源。采用变频器对风机和水泵进行转速控制来调节风量、流量可以节约能源、提高运营成本。
1.2基本原理
以新风机为例，调速运行节电的理论之一是风机学比例律。由风机学比例律可知，风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比.因此，降低水泵或风机的转速，就有可能使单位供水量或风量的电耗减少。水泵也遵循这个规律，对于同一台水泵，当以不同转速运行时，水泵的流量Q，扬程H，轴功率P与转速n有如下关系：流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比.由此可见，当降低转速时，功率的减少量远比流量的减少量大得多。
变频器通过改变电机频率而达到无级调速的目的。对于风机来说，变频调节风量，就是通过压力变送器检测风压，并将风压信号转化为电流信号，反馈给变频器内单片机，单片机根据风压情况调机电机输入频率，从而使水泵转速改变.例如，在非人流高峰时，风机减速运行，从而使风机输入功率减少，达到节能的目的。这就是变频调节节能的基本原理。
1.3控制
变频调速器可以手动控制也可以自动控制。自动控制信号遵循国家标准采用4～20mA电流信号或0～5V电压信号；采用闭环控制的方法可以更好地满足自动控制的要求。在建筑设备自动化的今天，自动型号可以远传到中央控制室，进行中央控制。中央控制不仅可以做到监控报警一体化，同时也可以在整体上减少系统的迟滞效应和系统的抖动。
2.变频器的应用
2.1变频器的应用范围
变频调速器已经有了标准化的产品，虽然厂家之间的参数有所出入，但是对应不同的电机基本型号都可以进行匹配。在建筑设备行业中水泵和风机作为建筑能耗的主要部分，其节能应用集中，是楼宇节能的主要控制方向。在现代化宾馆及办公大楼中，风机、水泵的用电量占整个建筑平时用电量的40%～50%，约占整个动力用电的50%～75%。
2.2变频器的优点
采用正弦脉宽调制控制方式中，电机的旋转磁场较为接近圆形磁场，转矩脉动较小，电机运转平稳，能克服电压型逆变器控制中电机低速运行时转距脉动过大的缺点。一体化的变频调速器主要优点有：节能省电、操作简便、精确可调、数字显示、在线无级调速、监控一体化、远程监控等优点。
2.3选型原则
在选型前，首先要根据电机对转速(最高、最低)和转矩(起动、连续及过载)的要求，确定最大输入功率(即电机的额定功率最小值)。然后，选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围，使连续负载容量高一些。为了充分利用设备潜能，避免浪费，可允许电机短时超出同步速度，但必须小于电机允许的最大速度。转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高速等状态下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流确定变频器的参数与型号。
2.4变频器容量的选择
大多数变频器容量可从三个角度表述：额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项，变频器生产厂家由本国或公司生产的标准电动机给出，或随变频器输出电压而降低，都很难确切表达变频器的能力。选择变频器时，只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器的基本原则。需要着重指出的是，确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数，例如潜水电泵、绕线转子电动机额定电流要大于普通鼠笼异步电动机额定电流，冶金工业常用的辊道电动机不仅额定电流大很多，同时它允许短时处于堵转工作状态，且辊道传动大多数是多电动机传动。应保持在无故障状态下负载总电流均不允许超过变频器的额定电流。
3.变频器应用问题分析
3.1容量与负荷之间的匹配问题
电机负荷节能是最重要一环，考虑到匹配电机可以超负荷20％计算，变频器一般设计裕量应控制在8%左右，这种从设备上提出流量时加系数，选泵时加系数，选电动机时还加系数，以致部分系统的实际运行效率极低。在建筑设备中，由于负荷变化，季节变化等因素，负荷也不是恒定不变的，而且变化范围还是很大的，这种对流量变化较大的负荷采用变频调速效果是显而易见的，而且负荷变化范围越大，节能效果越好。但是一些恒风量和恒流量的系统中就要考虑是否适合使用变频器了。
3.2抑制高次谐波
变频器产生的高次谐波，并且引起电网电压波形的畸变。在相同条件下电网有效容量越小，变频器容量越大，这种影响越严重。这种对电网的污染，会使电力电容、电抗器、变压器容易发热，并产生电磁谐振，电动机、发电机产生附加损耗，继电器产生误动作等。各国对电压畸变和谐波控制都有相应的规定，我国GB12668-90中规定，电压畸变率小于10%，任何奇次谐波均不超过5%，任何偶次谐波均不超过2%。使用变频器后，在电网局部会超过国标，所以一定要采取相应的措施。
3.3电动机选择
在变频调速中，变频载波频率高，电动机绕组要有较高耐冲击电压。同时，由于电动机效率下降，转速下降后产生的冷却效果降低，这些都是必须注意的。在应用变频调速后，包括变频器和电动机损坏情况较多。由通用变频器构成的交流调速传动系统普遍采用标准异步电动机，采用PWM变频器对异步电动机供电时，定子电流中不可避免的含有高次谐波，电动机空载运行时的功率因数和效率将会更低，负载运行时的铁损也会有所增加。通用的电动机的散热能力是按额定转速下且进行自扇风冷考虑的，当恒转矩负载下电动机调速运行时，其发热不变但低速下的散热能力变差了，可采用另加恒速冷却风扇的办法或采用较高绝缘等级的电动机。
3.4外部配置的配合问题
选择合适的熔断器和空气断路器，以便保护因内部短路对整流元件的损坏。变频器的型号确定后，应该在上级设置相应的熔断器和空气断路器作为保护开关，以保护保护硅元件。
合理选择变频器的输入和输出电缆。根据变频器的功率选择导线截面合适的三芯或四芯动力电缆，但是不应该一味追求屏蔽电缆，应该似乎环境来决定，在输入侧装交流电抗器，根据变频器安装场所的其它设备对电网品质的要求，若变频器工作时已影响这些设备正常运行，可在变频器输入侧装交流电抗器来抑制由功率元件通断引起的谐波畸变和传导辐射。
4.结语
篇10
关键字：变频调速技术；水泵控制；原理；应用效益
Abstract: Water pump frequency conversion and speed regulation technology is the automation and control technology through the regulation of input power frequency principle to achieve adjustment of the pump flow changes, and compared with the previous valve adjustment, it has little noise pollution, energy saving, high efficiency, high efficiency characteristics, further to brought convenience for the social and industrial production, residents living in the utilization of water resources, this paper comply with the State advocates green environmental protection, the concept of energy saving. In this paper, the principle of variable speed pump technology, the system working process, water supply mode and effect of several aspects, the technology was introduced.
Key words: frequency conversion technology; pump control; principle; application benefit
中图分类号：U464.138+.1 文献标识码：A文章编号：
在对多个城市送水泵房中的主要耗能设备水泵进行调查后发现，水泵的运行效率大多十分低下，能源浪费严重，不光如此，电机还时常存在超负荷运行的现象，泵的剩余扬程普遍很高，进行总结后不难发现深层原因是水泵的实际需要扬程比铭牌扬程小，最大的相差30%以上。这些不但极大地浪费了能源，而且拖慢了工作效率，还给机器造成了严重的损耗。实践证明，引入变频调速技术，可以大大改善目前的这种状况。
一、变频调速技术的原理
城市供水系统中使用的传统水泵电机为三相异步电机。这种电机的转速主要受到电机电源频率、电机磁极对数和转差率三方面的影响。用公式表示其中的原理如下：
n=60f(1-s)/p
其中，n-三相电机的转速，f-电机电源频率，s为转差率，P-电机磁极对数
在对水泵的改进工作过程中发现，改变转速差s和电机磁极对数p的做法，都不足以起到提高电机效率n的作用，唯有改变电机电源频率的做法可以起到显著效果，无论是从低频调到高频，还是从高频调到低频，其转差率变化有限，而调速范围较广，调整精度较高。变频调速技术由此诞生。
采用变频调速泵供水，具有明显的节能和提速效果。进一步研究后发现，要想进一步达到调速节能的效果，还要在减少能量损失上下功夫。能量利用率的提高，不光与泵和电机的运行效率有关，还与管道设计、机泵选型有密切关系。当泵的制造技术达到一定水平的时候，要想继续提高效率就变得艰难，这时，就要靠减少泵的剩余扬程来继续提高效率。
其中泵机组能耗原理如公式所示：
其中， -需要的泵扬程；-泵出口实际扬程；-泵的剩余扬程；-电机的运行效率。
变频调速就是通过提高泵和电机的工作效率，降低或者消除剩余扬程两个方面来提高能量利用效率。而未采用变频调速的时候，由于存在当泵所提供的扬程大于所需的时候，没有有关措施来管理这种情况，直接造成了能源的白白浪费，原理如图1所示：
图中M点为泵和管道系统的工作点，在这个状态下，和相等，没有扬程损失，几乎将全部能量都利用上了。然而，当流量减小的时候，管道所需的泵的扬程也减小了，而由图1中的泵特性曲线可知，泵所提供的扬程是增加的，远远大于所需的扬程，这之间的差就是剩余扬程，是导致能源利用率降低的主要原因。
采取变频调速技术后，调整泵的转速，反应在泵的特性曲线上便是下移，这样形成一个新的工作点P，这样，泵所提高的扬程重新与管道所需相等，没有剩余扬程，也使能源浪费的情况消失，节能效益十分可观。
二、变频调速系统工作流程
变频调速的系统主要由控制对象、压力测量变速器、调节器和变频调速器组成。其中，控制对象为水泵和电机。具体的系统工作流程是：水泵将水抽进管道中去，由压力测量器测定当前的水管压力，并转换为对应的电信号，传输到调节器中。调节器将这个压力数据和所已经设定的标准值进行对比，将误差以及压力数据信号都传输给变频调速器中，变频器会根据数据电信号来调整输出的电源频率，致使水泵、电机的转速做出相应变动，如此循环，从而实现自动变频调速的一系列作用。
三、使用变频调速技术后的给水模式
变频调速技术可以起到节能增效的效果主要是因为做到了根据用水流量的变化情况对水泵进行了合理的选配。为了使在恒压状态下的变频调速技术也能起到优良的效果，宜采用多泵并联的供水模式。在这种模式中，只要一台泵是变频泵，其余的都选用工频泵，就可以实现恒压变量供水。
变频泵的工作效率是随流量变化的。当水流量小于一台泵工频恒压条件下的流量的时候，仅由一台变频泵工作供水；当流量加大的时候，变频泵的转速会随着上升；当用水量流量持续加大，使变频泵的工作转速达到工频转速的极限并超过的时候，变频泵的的控制系统会自动启动一台工频泵开始工作，其余的工频泵也同理启动。
当水流量下降的时候，变频泵的转速也下降，当变频泵的流量下降到零的时候，会自动关闭一台工频泵，改由自己供水。此外，具有自动睡眠功能的变频泵还可以在用水流量接近零而其他工频泵都停工的情况下，进入睡眠模式，自动停泵。从而达到最佳的节能效果。
四、变频调速技术在水厂的实际应用效果
经过实际的运用发现，可以将所有的水泵都安装上变频器，也可以只将其中的一台水泵改造为变频调速泵，都可以实现变频调速的效果。使用该项技术后，无须再调节泵的出口阀，变频调速泵会根据工作负荷情况自行调节工率。尤其是在负荷低的情况下，变频调速器可灵敏地调低电源频率，电机的电流使用量下降，工作效率却是不变的，节电增效的效果十分明显，在一定程度上杜绝了浪费，给水厂节约了供水用电成本，还提高了工作效率。以下是水务集团有限公司二水厂使用变频调速泵后的某天的工况对比：
表1 安装变频调速泵的前后工况对比
二水厂是将五台水泵都安上了变频控制器。由图中可以看出，各台水泵机器在使用变频器后，实际功率都有所降低。按每年运行300天计算，年可节约电量303·300kW/h，每度电按0.6元计算，年可节约电费5万多元。
除此之外，由于采用了变频调速技术，降低了水泵在日常中的使用强度，这样也就减少了机器的损耗，延长了水泵的使用寿命之余，相关的维修费用也减少了。使用变频调速泵后，减少了人工的手动控制，也就节省了人工的使用成本，对人员的素质水平要求更高。另外，没有使用变频调速技术之前，需要使用阀门来控制流量，水泵运行过程中会产生严重的噪音污染。采用该项技术后，直接可由变频泵主动做出改变适用水流量的变化，几乎很少再用到阀门，噪音污染也就没有了，从而大大改善了人工的作业环境。
结语：
得益于电力电子技术的发展，水泵的工作效果也越来越精细化、准确化，从而减少了对能源、人力的浪费。目前，变频调速技术在工业水泵控制中得到广泛应用，在给水厂带来一定的经济效益的同时，也给我们的社会经济和生活又带来了更进一步的便利，在一定程度上还起到了节能降耗的环保效果。企业生产更加安全、干净、高效。这些都是科技带给我们的进步。变频调速技术是顺应工业生产自动化要求而产生的，让我们更近一步走向智能电机时代。
【参考文献】：
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