德力西变频器在奥克斯水洗泵和风机中的节能改造

　　随着变频技术的成熟，变频器在电气传动领域中应用越来越广泛。其控制方式的多样性、完善的电机保护功能以及其特有的优点是目前在工控领域其它无可比拟的。

一：改造原理

由流体传输设备水泵和风机的工作原理可知：水泵和风机的流量与其转速成正比；水泵和风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵和风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵和风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵和风机的转速，那么其功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。

　　水泵和风机消耗功率与转速的三次方成正比。即N=KN3 N：为水泵和风机消耗功率；n：为水泵和风机运行时的转速；K为比例系数。而水泵和风机设计是按工频运行时设计的，但除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使水泵和风机运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使水泵和风机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。

　　因水泵和风机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（轴功率），转矩（压力），转速满足以下关系（相似定理）：

　　P电=P轴=QH
　　Q’/Q=N’/N 则Q’=QN’/N
　　P’/P=（N’/N）3 则P’=P（N’/N）3
异步电机的转速公式 n=60f（1-s）/p
　　式中：N、Q、H、P——水泵和风机的额定转速，流量，轴功率
　　N’、Q’、H’、P’——调速后水泵和风机的额定转速，流量，轴功率

　　在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节水压和流量，以方便均匀的冲洗工件，并且不改变工作周期。这种特性表明，调节水泵和风机转速，改变电动机出力，使之始终满足工艺要求。

　　综上所述：利用变频技术改变电机转速来调节流量和速度的变化用来取代传统工频电路的控制，能取得明显的节能效果

　二：现场工况和改造方案

现场为其中为一套清洗工件和烘干系统。清洗工作原理是：工件通过链条输送，以一定的速度进入箱体入口，箱体两侧布满管道喷射龙头，喷头在水泵的作用下，以一定的压力和流量来清洗工件。工件不断的向前推进，经过近百米的清洗管道，最终清洗干净达到产品要求，再从箱体出口处送入烘干系统。烘干系统为风机，通过风机流量的作用下来烘干工件，送入下一工作流程。

　　整个系统中有11台清洗用水泵电机和12台风机电机。由工艺要求可知，每一清洗阶段和工件的不同所需清洗压力和热风流量也不尽相同，先前水泵和风机系统的流量与压力是靠阀门和旁通调节来完成，又由于此系统为开环循环水系统，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量现象，不仅大量浪费电能，而且还造成清洗效果不佳的情况。为了解决这些问题，通过调节变频器转速，使水泵和风机随着负载的变化调节水流量并关闭旁通，能使节能效果达到20%。

　　再因水泵和风机采用工频起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，在大的电流冲击下，，会影响电网的稳定及其它设备的运行安全用电，也使接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水垂现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。

　　采用德力西CDI9000通用型系列变频器

　　该产品的主要特点有：

　　1．空间电压矢量控制技术。
　　2. 转矩自动提升功能，低频大转矩输出。
　　3. 载波频率可调，静音运行。
　　4. 控制方式多样化，通用性强，多段速和程序运行功能。
　　5. 内置刹车单元，快速停车。
　　6. 内置PID调节功能，闭环控制简单。
　　7. 内置RS-485接口，可计算机联网控制，也可以与DCS组成闭环控制系统。
　　8. 具有时间累