安运涛

摘要：水泵电机是一种电功率消耗较高的生产设备，在我国当前大力提倡节能减排的背景下，如何在响应节能减排的号召下还能不断提升电机的工作效率，成为我们重点关注的问题。水泵电机变频调速技术在这种情况下应运而生，变频调速技术为提升自来水企业生产效率奠定了新的基础。本文首先对水泵电机变频调速技术的原理和优势进行了简要的分析，并对水泵电机的常见应用方向进行了探讨，旨在为进一步提升自来水企业的生产发展提供一点理论帮助。

关键词：水泵电机;变频调速技术

1  引言

随着社会经济的飞速发展，能源不足问题逐渐显露。为了应对可持续性发展，提高生产力，节能降耗技术已是企业的核心竞争力。现代控制理论以及电子电力技术不断发展，变频器因其良好的控制能力与高效的使用性能被广泛地应用于水泵电动机系统中。水泵系统能耗较高，提高电能的综合利用效率，促进水泵系统节能降耗，已成为当前的主要目标。

2  变频调速技术在水泵电机系统中的应用原理

从本质上讲，除了设备零件老化磨损、安装精度存在缺陷以外，水泵性能未能高效利用也是导致水泵能耗居高不下的一大原因。此时，将变频调速技术应用到水泵电机系统的改造设计当中，能有效提升电机的能效比率，增高单位电能的功率因数，进而达到节能控制的理想效果。在变频调速技术的支持下，水泵电机在获得50Hz频率的交流电供给后，会立即触发PLC自动控制中心向变频器发出指令，进而通过相关电路将交流电源转化为直流电源。其后，再经由变频器对直流电路的动态控制，输出可调可控的交流电源频率及电压，并基于此实现水泵电机系统动能的实时调节。这样一来，随着需求侧水量需求的波动变化，水泵电机系统的工况也将作出相对调整，进而达成电能供给、电机效率与泵水需求的协调平衡。

具体来讲，在传统的运行模式下，水泵电机系统的电能消耗及工况参数是恒定的。此时，若需求侧的水量需求较低，将会造成大量的电能浪费，进而形成一定量的无用能耗;若需求侧的水量需求较高，也会导致水泵电机系统承受较高的运行负荷，在降低水泵电机系统工作效率的同时，引发设备局部过热、零件异常磨损等问题，不利于水泵电机系统的寿命稳定与生产安全。而在应用变频调速技术进行节能控制后，这一情况可得到极大改善。假定水泵电机系统的正常运行工况位于A点，此时需求侧的水量需求为Q点。其后，若水量需求有所下降，PLC自动控制中心便会通过改变电压输出与电源频率，驱动水泵关小泵水阀门，同一坐标系中的A、Q两点也将随之下降，即表明电机系统处于低能耗的工作平衡状态;若水量需求有所上升，PLC自动控制中心也将提高供电等级，驱动泵水阀门达到全开状态。此时，虽然同一坐标系中的A、Q两点同处高位，但其转化值相对稳定，即表明电机系统的电能转化功率处在正常范围内。此外，受惠于变频调速技术的渐进式控制模式，水泵电机系统的A点（即工况）变化并不会骤升或骤降，故而不会对整体供水网络形成过大的冲击影响，可满足需求侧用户连续、稳定的生产用水要求。

3  水泵电机变频调速技术的优势

当前，在我国自来水企业生产经营的过程中，变频调速技术得到了越来越广泛的运用，同时良好的经济和社会效益也不断向人们证实了这种技术的优势。经过近年来的运用和探索，更是积累了丰富的经验，在节能这个概念上得到了深入和延伸。当前，水泵电机变频调速技术在运行中稳定性较高，并且在操作中也愈来愈简便快捷，同时随着我国在信息技术领域的飞速发展，水泵电机逐渐实现了微机自动化管理，这又进一步提升了自来水生产的效率，与此同时为提升生产效率奠定了基础，有利于节能增效目标的实现。在变频调速技术使用后，企业在生产过程中的能耗和生产成本都得到了大大的降低，纵然变频调速技术的电力设备和电力设施的投资较大，但是站在长远的经济和社会效益的角度来看，变频调速技术在水泵电机中的运用还是具有较高的经济效益，值得大力推广运用。

4  变频调速技术在水泵电机系统中的应用策略

4.1  变频调速节能控制下水泵电机系统的技术选择

逻辑电路控制具有投入成本低、系统安装简单的特点，但在控制精度上存在一定的局限性，且抗干扰能力相对较弱，与水泵电机系统的节能需求有所出入;单片微机电路控制方式的性能较强，但系统调试难度较大，需要专业人员对电路进行针对性修改;PLC自动控制方式多与PID调节器、传感器等设备装置搭配应用，可结合传感器传回的动态数据完成水泵电机的无级调速，进而实现泵水压力、泵水量级的连续变化。同时，PLC自动控制方式以控制中心处的预设程序作为运行基础，具备操作简单、成本较低的技术优势。因此，相关人员在应用变频调速节能控制技术进行水泵电机系统的设计改造时，可将PLC自动控制技术作为首选。

4.2  变频调速节能控制下水泵电机系统的维护保养

一般情况下，首先要基于理论上的水泵机组运行周期与工作强度，对核心设备、次要部件进行细致检验、隐患排查与清洁保养，并进行设备连接部位、轮轴部位的润滑处理;其次，总结水泵電机系统在运行、控制过程中的重点问题，如电流电压异常、噪音明显、震动异常等，并进行针对性的故障处理，以确保设备运行性能的恢复，将能耗转化率维持在较高水平;最后，需要对自动控制系统的主板、线路及配套装置进行全面检修与保养，如插件固接、主板除尘、线路绝缘保护等，以便水泵电机系统运行过程中各类数据的精准传输与有效反馈，为变频调速节能控制的可靠落实夯实基础。

4.3  交-直-交变频器

在交-直-交变频器中，主要有以下三个部位结构：一是可控硅整流电路，该电路的作用是将电路中的电压和额定评率的交流电路转换为可调节电压的直流电路;第二部分为可控硅逆变电路，该电路的主要作用就是电路输出中的直流电向能够调节频率的交流电转换;最后是滤波环节，该组成部分结语整流和你变电路之间，同时是通过无电源电容来对电压、电流在经过整流后进一步进行滤波处理。近年来，我国电子器件以及微机信息技术的不断发展，使得脉冲宽度调节（简称PWM）变频技术相应获得了质的飞跃，这又进一步推动了这种变频器在企业生产中的进一步应用。

5  结语

综上所述，随着我国变频调速技术的日趋成熟，在水泵电机参与企业生产中进行运用是符合节能减排号召的重要手段。变频调速技能够降低企业的生产经营成本，为企业带来更大的经济效益，值得在自来水企业中大力推广应用。

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