变频调速装置

根据离心泵的流量要求来调节输油离心泵转速的方法很多, 其中包括机械方法、磁力方法、液力方法及电气方法。变频调速装置( VFDs) 所使用的调速方法属于电气方法的一种。在各种变速驱动装置( VSD)中, VFDs的能量利用率最高, 但其价格比调节阀和液力偶合器要高。VFDs 是安装在供电电源和电机之间的一种变速驱动装置, 该装置通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速, 使离心泵的特性曲线发生变化, 从而进行流量调节。应用最为广泛的VFDs 是脉冲宽度调节( PWM) 频率转换器, 它产生与频率成正比的电压, 在电机中产生恒定的磁通量。这种装置可使电机转速与负载需求相匹配, 其输出频率可高于电源的频率。

离心泵属于变扭矩负载, 当电机转速达到额定转速时, 电机的流量、扭矩及功率都达到了额定值, 若离心泵的转速超过额定值, 电机的扭矩、电流及功率也随之超过额定值, 这样很容易损坏电机, 因此, 驱动离心离心泵的电机通常在不高于额定转速的范围内进行调速。

( 1) 变频调速装置的优点

①节能。根据离心泵的相似准则, 流量变化与速度变化成正比, 而轴功率变化与速度变化的立方成正比, 因此, 采用VFDs 调节离心泵速来改变离心泵的流量, 其效率相当高。

②流量调节迅速、平稳。通过VFDs 进行流量调节其实质是无级变速调节, 比其它调节方式要迅速, 且不易造成流量或压力的波动。

③改进系统运行可靠性, 降低维修费用。采用VFDs 进行流量调节时, 离心泵在优先工作区运行, 可降低离心泵的磨损, 减少振动和噪音, 延长密封寿命。当降低转速调节时, 作用在叶轮上的液体压力( 约正比于速度的平方) 减小, 相应减小了轴承的负荷( 轴承的寿命与速度的1/ 7 次幂成正比) 。另外, 降低转速调节时, 可降低离心泵的汽蚀余量( N P SH R ) , 对离心泵的吸入有利。

④VFDs 几乎可以用于任何类型的电机, 安装也很容易。