变频调速论文

《变频调速论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、输油泵变频节能技术分析与应用王裕九摘要:针对长输管道中输油泵的变频节能技术问题，对输油泵变频调速控制系统的节能原理及在实际运用中影响变频调速范围的因素进行了分析，并且对经济效益进行了估算。分析结果表明，输油泵变频节能技术在长输管道节能降耗应用中具有优越性和重要意义。关键字：变频调速外输油泵节能1、引言随着我国经济的快速发展，能源短缺已是我国在经济发展过程中凸显出来的相当严重的问题，而电动机是应用最广的用电设备，耗电量占全国总用电量约60％以上，其中风机、泵这类二次方律负载又占到电动机总量的60％以上,因

2、此，提高泵与风机的效率就成了我国电厂节能的主要方式之一.而提高泵与风机的效率主要采用的就是变频调速技术。本文主要介绍采用变频器调速的方法，从而达到油泵节能的效果，为已有的供油技术改造提供切实可行的途径。2.输油系统能耗现状分析随着油田含水率上升，产油量逐渐减小，实际输油量远设计输油量。由于目前我处输油站较多，输油量不太稳定，输油泵一直处于不能控制在最佳工作点，但部分输油站还存在大量使用节流调节或回流调节的方式进行流量、扬程的调节，存在着泵管特性不匹配的情况,出现外输泵“大马拉小车”现象，导致输油泵的工作

3、点偏离高效区,造成输油泵效和输油系统效率偏低,输油单耗偏高，造成了大量的能源浪费。因此，要想实现输油泵的经济高效运行，除了提高输油泵本身的效率，降低管路系统阻力，合理配套并实现经济调度外，采用变频调速是一种更加有效的途径。它能提高输油泵效和输油系统效率，降低输油单耗。3．变频调速器的节能机理变频器主机的基本原理是由可控硅整流模块和高压大容量的电容把工频电源的三相交流电转换成直流电，在由大功率晶体管把直流电转换成频率可调的三相交流电输出，如图2所示。根据三相异步电动机转数公式可知，式中n—异步电动机的转速

4、；f—异步电动机的频率；6s—电动机的转差率；p—电动机磁极对数。对于一般交流三相异步电动机而言，磁极对数P和转数率S不变时，转速n与频率f成正比，只要改变频率电源的频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0—50Hz的范围内变化时，电动机的转速调节范围非常宽，变频器调速就是通过改变电动机电源频率来实现速度调节的。电控制柜变频器三相工频交流电电动机油泵PID调节器出油口压力传感器图2：变频调速的基本原理示意图改变泵的转速，就是改变泵的特性曲线，当泵的转速由降到时，流量从降到；扬程由降到。又根据离心泵的比例

5、定律可以知道，离心泵的扬程、排量和轴功率均随泵转数的改变而改变。即输油泵转速由改变为时，若输送的介质性质不变，管路特性不变时。根据相似定律，由于这时几何尺寸的比例常数为1，则在不同转速下相似工况点的对应参数与转速之间应有下列关系：式中：、—转速改变前后的流量；、—转速改变前后的扬程；、—转速改变前后的轴功率。因此在理论上讲输油泵的耗电量与转速的立方成正比，降低转速时，离心泵可以明显的节省能量。如果把节流调节改为变频调速器调节，其耗电量便可按其与转速成立方的比例降低，技能的效果将非常显著。64、输油泵变频

6、调速范围影响因素由于运行工况的变化以及管路特性曲线，与调速泵并列运行的定速泵等因素都会对调速的范围产生一定的影响，而超范围调速难以达到节能的目的，因此，变频调速不可能无限制调速。一般认为，变频调速不宜低于额定转速的5O%，最好处于75%～100%之间，并应结合实际情况确定。4.1输油泵工艺特点对调速范围的影响从理论上讲，输油泵的最佳运行状况是泵运行工况点沿管路特性曲线变化，同时这些工况点亦需处于泵自身高效区。在这种情况下，泵效率高且管路压力合适，输油系统则可以实现最大限度的节能。而变频调速的特点，使泵的

7、运行工况点在理论上几乎完全可以沿管路特性曲线变化，但变频调速却无法保证这些工况点始终处于泵调速高效区。输油泵调速范围见图3：图3：输油泵调速范围示意图C—工频高效区左端点D—工频高效区右端点H—K1Q2，H—K2Q2为通过C、D的相似工况抛物线H=H0十SQ2为管路特性曲线图1中，输油泵调速高效区为通过工频高效区左右端点的两条相似工况抛物线0C和0D的中问区域OCD。当泵在AB段运行时，其工况点既在管路特性曲线上，又位于泵调速高效区，可以达到节能目的；而当泵在H。A段运行时，由于此时调速泵处于低效率区域

8、，已无法实现节能目的。通过A点的转速就是此时离心输油泵调速的最小转速，经计算：4.2调速范围过大影响电机效率在工况相似的情况下，一般有N∝n3,6因此随着转速的下降，轴功率会急剧下降。但若电机输出功率过度偏移额定功率，或者工作频率过度偏移工频，都会使电机效率下降过快。同时，频率过低也会影响电机效率。电机效率过低导致整个油泵机组的效率不理想，也就不能实现节能目的。而且自冷电机连续低速运转时，也会因风量不足影响散热，威胁电机安全运行。4.3管路