Variabel frekvensomriktare för vattenpump

Variabel frekvensomriktare för vattenpump

I många fabriker inom industrisektorn är dessa pumpar, såsom nedsänkt pump , processvattenpump , lutpump , enhöljespump , dammsugare-slampump , sugsugpump , sandslampump , flotationsmaskinmatningspumpe , minslampump , Froth Pump etc., smink rörsystem med motor, rörledning och annan utrustning. På grund av mångfalden av rörsystemets layout och de speciella kraven i produktionsprocessen är det ofta följande villkor eller problem: (1) rörledningens utloppstryck förändras med processtryckskillnaden; (2) rörledningen för rörledning varierar med distansförändring; (3) pipeline transporthöjd förändras med höjdskillnad; (4) säsongsvariation eller variation av variationer med hög och låg topptid; (5) Den reserverade marginalen för pumpprestanda parametrarna är för stor, vilket medför att pumpavvikelsen kommer från designpunkten i applikationen.

De traditionella lösningarna inkluderar justering av avloppsledningsventilen, regulering av hydraulisk kopplingshastighet, reglering av variabel polmotorhastighet, motorreglering av polarhastighet etc. Men de har alla bristerna med låg effektivitet, litet justeringsområde, låg hastighet, dålig justeringsprestanda och många fel. För närvarande är den mest effektiva och populära metoden för justering av pumphastigheten frekvensomvandlingsstyrning. Praktiken berättar att det är möjligt för VFD att spara 20-30% av systemets energi.

1. Grundprincipen för Variable Frequency Drives (VFD)

Förhållandet mellan hastighet n och elektrisk frekvens av den medföljande effekten f, antalet magnetiska polpar p, glidhastighet s för asynkronmotor är n = 60f (1 s) / p. När glidhastigheten s inte förändras mycket är hastigheten n av den asynkronmotorn i grunden proportionell mot frekvensen f, och motorns hastighet kan smidigt ändras genom kontinuerlig justering av frekvensen. AC-hastighetsreglering som inverteras av växelriktaren som alstrar variabel frekvens och variabel spänning växelströmsförsörjning till växelströmsmotorn kallas variabel frekvensenhet.

Variabel frekvensomriktare är en typisk metod för AC-motorreglering, som inte bara är lämplig för asynkronmotor, utan också lämplig för synkronmotor. Variabel frekvensreglering har fördelarna med kontinuerlig justerbar frekvens, steglös hastighetsreglering, stort antal hastighetsreglering, hårda mekaniska egenskaper, överlägsen stabilitet och hög effektivitet.

Figur 1. Frekvensstyrsystem

2. Tillämpning av VFD-teknik i vattenpump

2.1 Arbetsprincip för vattenpumpar

Enligt fluidmekanisk teori har pumpflödeshastigheten Q, huvud H, axelkraft P, rotationshastighet n följande förhållande: flödeshastighet Q är proportionell mot rotationshastigheten n, huvudet H ökar med kvadraten av hastigheten n; axelkraft P ökar med kuben på hastigheten n.

2.2 Effekten av pumphastighetsreglering

När pumpkurvan skär med rörsystemets kurva är skärningspunkten dess arbetsläge, som visas i Figur 2 för A- och B-punkter. Om pumpen körs med en viss konstant hastighet kan flödet endast justeras av utloppsventilen. När flödet minskar går pumphuvudet uppåt med kurvan, som visas i figur 2, A och C. Vid denna tidpunkt motsvarar ventilens justering ökning av rörmotståndstaben för att uppnå effekten av att minska flödet och Rörändens utloppstryck. På detta sätt är minskningen av motoraxelströmmen begränsad.

Genom att ändra vattenpumpens hastighet, det vill säga pumphastigheten justeras från n1 till n2, pumpens driftspunkt glider från punkten A i figuren 2 längs rörsystemkurvan till punkt B. Det kan vara intuitivt slutsatsen att flödeshastigheten och huvudet minskas i enlighet därmed. Som visas i Tabell 1, om frekvensen sänks med 5 Hz, minskar hastigheten med 10%, flödet kommer att minskas med 10%, huvudet sänks med 19% och motoreffekten sänks med 27% . När frekvensen sänks med 10Hz, kommer hastigheten att minskas med 10% och flödet kommer att minskas. 20%, huvudet är ned 36% och motorns effekt är nere 49%. Effekten av frekvensomvandlingsreglering och energibesparing är väldigt signifikant.

Tabell 1. Frekvensjusteringsförändringstabell

2.3 Meddelanden för VFD av vattenpumpar

2.3.1 Pumphastighetsreglering bör anpassa sig till förändringen i arbetsförhållandena och göra pumpen alltid i hög effektivitetszonen, eftersom en punkt på pumpkurvan kan ändras till ett annat arbetsförhållande enligt likhetssatsen efter hastighetsreglering. Välja arbetspunkten i driftspunkten för pumpens kurva med hög effektivitet eller arbetsvillkoret som erhålls genom likformskonvertering av hög effektivitetszonen gör att pumpen kan fungera effektivt och uppnå syftet med energibesparing

2.3.2 Justering av pumphastigheten är inte lämplig för alla system. Vid applikationer med högt statiskt huvud riskerar att sänka en pump risker för vibrationer och skapar prestandaproblem. För system där det statiska huvudet representerar en stor del av det totala huvudet, bör försiktighet användas när man bestämmer om man ska använda VFD.

3 Kombination av VFD och PMSM är en ny energibesparande applikationsutveckling

Idag börjar designingenjörer och utrustningsejare installera fler permanentmagnetmotorlösningar för pumpapplikationer eftersom de är mindre och mer effektiva. Vi har utformat ett nytt VFD-styrprogram som använder lastteknik som gör det möjligt för motorn att fungera endast vid behov, vilket sparar energi och minskar utrustningens slitage. Kombinationen av VFD och PMSM är en ny energibesparande applikationsutveckling.

4. Produktegenskap

4.1 Spara energi

VFD-systemet styr motorn och justerar automatiskt motorbelastningen så att motorn går i ett ekonomiskt driftläge för att uppnå effekten av energibesparing.

4.2 Lägre driftskostnader

Systemet kan kraftigt minska motorns energikostnad, minska påverkan på utrustningen efter frekvensomvandlingsstarten och minska underhålls- och reparationskapaciteten, så driftskostnaden blir kraftigt reducerad.

4.3 Förbättra noggrannheten i tryckkontrollen

Variabelt frekvensstyrningssystem har exakt tryckstyrningsförmåga, vilket effektivt förbättrar systemets arbetsvillkor.

4.4 Förläng motorens livslängd

Från startmotorens 0Hz kan omkopplarens startaccelerationstid justeras för att minska påverkan på motorens elektriska och mekaniska komponenter vid start för att förbättra systemets tillförlitlighet och förlänga motorns livslängd. Dessutom kan frekvensomriktaren effektivt minska toppvärdet för startströmmen till ett minimum och kan minska påverkan på gallret och annan elektrisk utrustning.

4.5 Förläng pumpens livslängd

För uppslamningspumpen som levererar vätskor med partiklar är livslängden för pumpens våta delar omvänd proportionell mot pumpens hastighet. Om hastigheten minskas med 10% ökar livslängden med 30%.

4.6 Minska motorens ljud

Enligt motorens arbetsförhållanden sänks motorens körhastighet uppenbarligen efter att frekvensomvandlingshastigheten har installerats så att motorens ljudljud minskas effektivt.