對(duì)變頻調(diào)速器在外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能方面談一些淺顯的看法，以供商議。在進(jìn)入21世紀(jì)的今天,電力電子器件的基片已從Si(硅)變換為SiC(碳化硅),使電力電子新元件具有耐高壓、低功耗、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)；并制造出體積小、容量大的驅(qū)動(dòng)裝置；永久磁鐵電動(dòng)機(jī)也正在開發(fā)研制之中。隨著IT技術(shù)的迅速普及，以及人類思維理念的改變，變頻調(diào)速器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展迅速，未來主要朝以下幾個(gè)方面發(fā)展：

 

　　1、變頻調(diào)速器與外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能

 

　　外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能離不開工況點(diǎn)的合理調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種：管路特性曲線的調(diào)節(jié)，如關(guān)閥調(diào)節(jié)；外潤(rùn)滑重油泵特性曲線的調(diào)節(jié)，如外潤(rùn)滑重油泵調(diào)速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面，改變外潤(rùn)滑重油泵性能曲線的方法，比改變管路特性曲線要顯著得多。因此，改變外潤(rùn)滑重油泵性能曲線成為外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能的主要方式。而變頻調(diào)速器在改變外潤(rùn)滑重油泵性能曲線和自動(dòng)控制方面優(yōu)勢(shì)明顯，因而應(yīng)用廣泛。但同時(shí)應(yīng)該引起注意的是，影響變頻調(diào)速器節(jié)能效果的因素很多，如果盲目選用，很可能事與愿違。

 

　　2、影響變頻調(diào)速范圍的因素

 

　　外潤(rùn)滑重油泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速器時(shí)，原來按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素，都會(huì)對(duì)調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％，zui好處于75％～100％，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)計(jì)算確定。

 

　　2.1 外潤(rùn)滑重油泵工藝特點(diǎn)對(duì)調(diào)速范圍的影響

 

　　理論上，外潤(rùn)滑重油泵調(diào)速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點(diǎn)的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域OA1A2。實(shí)際上，當(dāng)外潤(rùn)滑重油泵轉(zhuǎn)速過小時(shí)，泵的效率將急劇下降，受此影響，外潤(rùn)滑重油泵調(diào)速高效區(qū)萎縮為PA1A2（顯然，若運(yùn)行工況點(diǎn)已超出該區(qū)域，則不宜采用調(diào)速來節(jié)能了。）H0B為管路特性曲線，則CB段成為調(diào)速運(yùn)行的高效區(qū)間。為簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為C點(diǎn)位于曲線OA1上，因此，C點(diǎn)和A1點(diǎn)的效率在理論上是相等的。C點(diǎn)就成為zui小轉(zhuǎn)速時(shí)外潤(rùn)滑重油泵性能曲線高效區(qū)的左端點(diǎn)。

 

　　因此，zui小轉(zhuǎn)速可這樣求得：

 

　　由于C點(diǎn)和A1點(diǎn)工況相似，根據(jù)比例律有：

 

　?。≦C/Q1）2=HC/H1

 

　　C點(diǎn)在曲線H=H0+S·Q2上有：

 

　　HC=H0+S·QC2

 

　　其中，HC、QC為未知數(shù)，解方程得：

 

　　HC=H1×H0/（H1-S·Q12）

 

　　QC=Q1×[H0/（H1-S·Q12）]1/2

 

　　根據(jù)比例律有：

 

　　nmin=n0×[H0/（H1-S·Q12）]1/2

 

　　2.2 定速泵對(duì)調(diào)速范圍的影響

 

　　實(shí)踐中，供油系統(tǒng)往往是多臺(tái)外潤(rùn)滑重油泵并聯(lián)供油。由于投資昂貴，不可能將所有外潤(rùn)滑重油泵全部調(diào)速，所以一般采用調(diào)速泵、定速泵混合供油。泊泰邦在這樣的系統(tǒng)中，應(yīng)注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)zui優(yōu)。此時(shí)，定速泵就對(duì)與之并列運(yùn)行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響。主要分以下兩種情況：

 

　　2.2.1 同型號(hào)外潤(rùn)滑重油泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，雖然調(diào)度靈活，但由于無法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調(diào)速運(yùn)行的范圍是很小的。

 

　　2.2.2 不同型號(hào)外潤(rùn)滑重油泵一調(diào)一定并列運(yùn)行時(shí)，若能達(dá)到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時(shí)高效段右端點(diǎn)揚(yáng)程與定速泵高效段左端點(diǎn)揚(yáng)程相等。則可實(shí)現(xiàn)zui大范圍的調(diào)速運(yùn)行。但此時(shí)調(diào)速泵與定速泵絕對(duì)不允許互換后并列運(yùn)行。

 

　　2.3 電機(jī)效率對(duì)調(diào)速范圍的影響

 

　　在工況相似的情況下，一般有N∝n3，因此隨著轉(zhuǎn)速的下降，軸功率會(huì)急劇下降，但若電機(jī)輸出功率過度偏移額定功率或者工作頻率過度偏移工頻，都會(huì)使電機(jī)效率下降過快，zui終都影響到整個(gè)外潤(rùn)滑重油泵機(jī)組的效率。而且自冷電機(jī)連續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)因風(fēng)量不足影響散熱，威脅電機(jī)安全運(yùn)行。

 

　　3、管路特性曲線對(duì)調(diào)速節(jié)能效果的影響

 

　　雖然改變外潤(rùn)滑重油泵性能曲線是外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能的主要方式，但是在不同的管路特性曲線中，調(diào)速節(jié)能效果的差別卻是十分明顯的。在設(shè)計(jì)工況相同的3個(gè)供油系統(tǒng)里（即zui大設(shè)計(jì)工況點(diǎn)均為A點(diǎn)，均需把流量調(diào)為QB），外潤(rùn)滑重油泵型號(hào)相同，但管路特性曲線卻不相同，分別為：

 

　　①H=H1+S1·Q2（H0=H1）

 

　?、贖=H2+S2·Q2（H0=H2，H1＞H2）

 

　?、跦=S3·Q2（H0=H3=0）

 

　　很顯然，若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)均為B點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的軸功率為NB；若采用調(diào)速運(yùn)行，則3個(gè)系統(tǒng)滿足流量QB的工況點(diǎn)分別為C,D,E點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速分別為n1,n2,n3,相應(yīng)的軸功率分別為NC,ND,NE。由于N∝Q·H,所以各點(diǎn)軸功率滿足NB＞NC＞ND＞NE。

 

　　可見，在管路特性曲線為H=H0+S·Q2的系統(tǒng)中采用調(diào)速節(jié)能時(shí)，H0越小，節(jié)能效果越好。反之，當(dāng)H0大到一定程度時(shí)，受電機(jī)效率下降和調(diào)速系統(tǒng)本身效率的影響，采用變頻調(diào)速器可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費(fèi)。

 

　　4、兩種調(diào)速供油方式節(jié)能效果比較

 

　　在供油系統(tǒng)中，變頻調(diào)速器一般采用以下2種供油方式：變頻恒壓變流量供油和變頻變壓變流量供油。其中，前者應(yīng)用得更廣泛，而后者技術(shù)上更為合理，雖然實(shí)施難度更大，但代表著外潤(rùn)滑重油泵變頻調(diào)速器節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。

 

　　4.1 變頻恒壓（變流量）供油

 

　　所謂恒壓供油方式，就是針對(duì)離心泵“流量大時(shí)揚(yáng)程低，流量小時(shí)揚(yáng)程高”的特性，通過自控變頻系統(tǒng)，無論流量如何變化，都使外潤(rùn)滑重油泵運(yùn)行揚(yáng)程保持不變，即等于設(shè)計(jì)揚(yáng)程。若采用關(guān)閥調(diào)節(jié)，當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí)，則工況點(diǎn)由A1變?yōu)锳2，浪費(fèi)揚(yáng)程△H=H1-H3=△H1+△H2。若采用變頻恒壓供油，則自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n1，工況點(diǎn)處于B1點(diǎn)。由于變頻調(diào)速器是無級(jí)變速，可以實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，所以，恒壓供油工況點(diǎn)始終處于直線H=H2上，在控制方式上，只需在外潤(rùn)滑重油泵出口設(shè)定一個(gè)壓力控制值，比較簡(jiǎn)單易行。顯然，供油節(jié)約了△H1，而沒有考慮△H2。因此，它不是zui經(jīng)濟(jì)的供油調(diào)節(jié)方式，尤其在管路阻力大，管路特性曲線陡曲的情況下，△H2所占的比重更大，其局限性就顯而易見。

 

　　4.2 變頻變壓（交流量）供油

 

　　變壓供油方式控制原理和恒壓供油相同，只是壓力設(shè)置不同。它使外潤(rùn)滑重油泵揚(yáng)程不確定，而是沿管路特性曲線移動(dòng)。當(dāng)流量由Q2→Q1時(shí)，自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至n2，工況點(diǎn)處于B2點(diǎn)。此時(shí)外潤(rùn)滑重油泵軸功率n2小于恒壓供油外潤(rùn)滑重油泵軸功率N1。變壓供油理論上避免了流量減少時(shí)揚(yáng)程的浪費(fèi)，顯然優(yōu)于恒壓供油。

 

　　但變壓供油本質(zhì)上也是一種恒壓，不過將外潤(rùn)滑重油泵出口壓力恒定變成了控制點(diǎn)壓力恒定，它一般有2種形式：

 

　　4.2.1 由流量Q確定外潤(rùn)滑重油泵揚(yáng)程

 

　　流量計(jì)將測(cè)得的外潤(rùn)滑重油泵流量Q反饋給控制器，控制器根據(jù)H=H0+S·Q2確定外潤(rùn)滑重油泵揚(yáng)程H，通過調(diào)速使H沿設(shè)計(jì)管路特性曲線移動(dòng)。

 

　　但在生產(chǎn)實(shí)踐中情況比較復(fù)雜。對(duì)于單條管路輸油系統(tǒng)，是可以得到與之對(duì)應(yīng)的一條管路特性曲線的。而在市政供油管網(wǎng)中，則很難得到一條確定的管路特性曲線。在實(shí)踐中，只能根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，通過盡時(shí)能接近實(shí)際的假設(shè)，計(jì)算出近似的管路特性曲線。

 

　　4.2.2 由zui不利點(diǎn)壓力Hm確定外潤(rùn)滑重油泵揚(yáng)程

 

　　即需在管網(wǎng)zui不利點(diǎn)設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳設(shè)備，并向控制室傳回信號(hào)，控制器據(jù)此使外潤(rùn)滑重油泵按滿足zui不利點(diǎn)壓力所需要的揚(yáng)程運(yùn)行、由于管網(wǎng)zui不利點(diǎn)往往距離泵站較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)傳信號(hào)顯得不太方便，而且，在市政供油系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)的調(diào)整，用油狀況的變化等隨機(jī)因素的影響，都會(huì)使實(shí)際zui不利點(diǎn)和設(shè)計(jì)zui不利點(diǎn)發(fā)生一些偏差，給變壓供油的實(shí)施帶來困難。

 

　　5、結(jié)論

 

　　①變頻調(diào)速器是一種應(yīng)用廣泛的外潤(rùn)滑重油泵節(jié)能技術(shù)，但卻具有較為嚴(yán)格的適用條件，不可能簡(jiǎn)單地應(yīng)用于任何供油系統(tǒng)，具體采取何種節(jié)能措施，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待

 

　?、谧冾l調(diào)速適用于流量不穩(wěn)定，變化頻繁且幅度較大，經(jīng)常流量明顯偏小以及管路損失占總揚(yáng)程比例較大的供油系統(tǒng)。

 

　　③變頻調(diào)速個(gè)適用于流量較穩(wěn)定，工況點(diǎn)單一以及靜揚(yáng)程占總揚(yáng)程比例較大的供油系統(tǒng)。

 

④變頻變壓供油優(yōu)于變頻恒壓供油。

深圳市艾米克電氣有限公司自2004年成立以來，經(jīng)過十年的快速穩(wěn)健發(fā)展，目前已經(jīng)成長(zhǎng)為國際知名的專業(yè)變頻器制造商。

公司具有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的自主核心技術(shù)和可持續(xù)研發(fā)能力，提供通用變頻器、電流矢量變頻器、磁通矢量變頻器、風(fēng)機(jī)專用變頻器、水泵專用變頻器、紡織專用變頻器、空壓機(jī)變頻器、注塑機(jī)專用變頻器等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

由于變頻器在眾多行業(yè)中都能實(shí)現(xiàn)高 效節(jié)約電能，提高工藝水平等優(yōu)勢(shì)，艾米克變頻器已廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、注塑機(jī)、卷繞機(jī)、中央空調(diào)，紡織、化工、冶金、礦業(yè)、制藥、陶瓷、造紙、油田、塑料、印刷、熱電、煙草、食品等各類機(jī)械設(shè)備中。 

艾米克電氣始終堅(jiān)持“以質(zhì)量樹立品牌、以技術(shù)領(lǐng) 先占領(lǐng)市場(chǎng)”的經(jīng)營(yíng)方針，全心全意為客戶創(chuàng)造更具價(jià)值的產(chǎn)品和提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為滿足客戶的不同需求，艾米克人先后自主研發(fā)了功率從0.75kw--630kw的AMK3100通用變頻器、AMK3200變頻一體機(jī)、AMK3500磁通矢量變頻器、AMK3800電流矢量變頻器、AMK600等。