在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，對(duì)全自動(dòng)無塔供水設(shè)備的應(yīng)用非常廣泛，而這類設(shè)備的電能消耗非常大，其耗能占企業(yè)總耗能比重很大。當(dāng)前，我國正深化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已可以用“慘烈”這個(gè)詞來形容，因此，企業(yè)為了增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，必須優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)和工藝，在生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

1、變頻器的作用

    在實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制中經(jīng)常會(huì)用到的設(shè)備是變頻器，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)無塔供水設(shè)備控制的方式是改變電源輸出的頻率。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，必須追求對(duì)電機(jī)的更好控制，而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電機(jī)的更好控制，就必須使用變頻器，通過該設(shè)備來實(shí)現(xiàn)被控交流電機(jī)的過電流電壓保護(hù)、過載保護(hù)以及變頻調(diào)速，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的電能綜合利用率以及工作效率也由變頻器來負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)。

2、不同種類下的變頻器

2.1開關(guān)方式不同下的變頻器分類

    開關(guān)不同，則變頻器的種類也不同，按照開關(guān)分類，變頻器可分為四種：第一，SPWM控制變頻器;第二，PAM控制變頻器;第三，SVPWM控制變頻器;第四，PWM變頻器。在這四種不同類型的變頻器中，PAM控制是脈沖幅度調(diào)制，它通過改變脈沖列脈沖的幅度，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形和輸出量值的調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)變頻器的變頻功能;和PAM控制不同，PWM控制是脈沖寬度調(diào)制控制，也就是在調(diào)節(jié)波形和輸出量時(shí)，它能用改變脈沖的寬度的方式，從而實(shí)現(xiàn)變頻器的變頻功能;在PWM的基礎(chǔ)上，改變調(diào)制脈沖后便是SPWM控制，為了做到正弦波輸出，需要遵循正弦規(guī)律，排列出適當(dāng)?shù)拿}沖寬度來過濾并輸出波形，經(jīng)常在生產(chǎn)中運(yùn)用到支流交流逆變器;而SVPWM控制則是空間矢量脈寬調(diào)制，作為PWM技術(shù)調(diào)制的一種方法，將PWM插入電機(jī)三相定子繞組中，促進(jìn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子中的產(chǎn)生，從而帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

2.2按照工作原理對(duì)變頻器進(jìn)行分類

    按照工作原理進(jìn)行分裂，變頻器可以分為三種：第一種是矢量控制變頻器，第二種是V/f控制變頻器，第三種是轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器。V/f控制變頻器可以保證頻率與輸出電壓成正相關(guān)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)磁通的一致性，有效地避免了弱磁和、磁飽和問題的產(chǎn)生;所謂轉(zhuǎn)差調(diào)速就是在調(diào)速時(shí)采用改變異步電動(dòng)機(jī)滑差的方式，速度決定滑差要求，通過轉(zhuǎn)差頻率控制技術(shù)，在一定程度上能夠?qū)ο到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能進(jìn)行改善;矢量控制變頻器最主要的一個(gè)特點(diǎn)就是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制，按照矢量變化的方法分解異步電動(dòng)機(jī)定子繞組電流，可以實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)電流分量。

3、全自動(dòng)無塔供水設(shè)備變頻節(jié)能的工作原理分析

    全自動(dòng)無塔供水設(shè)備變頻要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，有兩種途徑：一種是軟啟動(dòng)節(jié)能，一種是變頻節(jié)能。筆者下面具體介紹這兩種節(jié)能方式的節(jié)能原理：

3.1關(guān)于軟啟動(dòng)節(jié)能

    由于電機(jī)為Y/D啟動(dòng)或者是直接啟動(dòng)，額定電流的4～7倍就是啟動(dòng)電流，這樣就會(huì)對(duì)供電電網(wǎng)和機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生巨大的沖擊，如果對(duì)供電容量要求很高，在啟動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很大的損害性，比如閥門和擋板遭到電流和震動(dòng)的損害，從而縮短設(shè)備的使用壽命等。安裝變頻節(jié)能裝置以后，變頻器的軟啟動(dòng)功能能夠?qū)㈤_始時(shí)的啟動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)節(jié)為0，這樣就不用擔(dān)心產(chǎn)生的電流會(huì)超過額定電流，在一定程度上減輕了對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，起到了延長閥門和設(shè)備使用壽命的作用，從而可以節(jié)省變頻器維護(hù)的相關(guān)費(fèi)用。

3.2關(guān)于變頻節(jié)能

    流體力學(xué)上有一個(gè)公式，即P=H×Q，專業(yè)人士都知道，P、H和Q三者之間是存在一定的關(guān)系的，且都是正比例關(guān)系，只是大小有所不同。如果水泵的效率是一個(gè)固定值，那么，當(dāng)降低調(diào)節(jié)流量時(shí)，轉(zhuǎn)速N也會(huì)跟著下降，而輸出功率P也會(huì)跟著下降，且是立方關(guān)系的下降。這也就是說，水泵的轉(zhuǎn)速與水泵電機(jī)的耗電率是立方關(guān)系。

4、變頻調(diào)速與全自動(dòng)無塔供水設(shè)備節(jié)能

4.1調(diào)節(jié)全自動(dòng)無塔供水設(shè)備流量的方法

    調(diào)節(jié)全自動(dòng)無塔供水設(shè)備流量的方法多種多樣，每種方法各具優(yōu)點(diǎn)，有三種是經(jīng)常用到的：(1)交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速;(2)在對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，采用電磁轉(zhuǎn)差離合器的方式，但是電動(dòng)機(jī)在這種情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)是恒速的;(3)在調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)擋板時(shí)，如果采用傳統(tǒng)的機(jī)械方法，則可使實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵、導(dǎo)流器的閥門開啟度的調(diào)節(jié)。在節(jié)電率百分比相同的情況下，裝機(jī)容量和電節(jié)能會(huì)變成最大值，因此，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)廣泛應(yīng)用高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，而把變頻調(diào)速應(yīng)用到大容量壓縮機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)上，以達(dá)到節(jié)能的目的。

4.2變頻調(diào)速在全自動(dòng)無塔供水設(shè)備節(jié)能中的應(yīng)用

    將流體理論作為基本的出發(fā)點(diǎn)，可以用三次方函數(shù)來表示離心式風(fēng)機(jī)、水泵的軸功率和轉(zhuǎn)速的關(guān)系。在研究中表明，滑差后液力調(diào)速的效率會(huì)隨著調(diào)速方案效率的變化而降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為50%時(shí)，變頻調(diào)速器會(huì)呈現(xiàn)出較高的效率，這樣一來，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一切基本沒有發(fā)生任何變化。所以變頻調(diào)速是所有調(diào)速方案中節(jié)能效果最好的。用一個(gè)實(shí)際例子來說明，同一臺(tái)水泵、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速流量和軸功率都為100%時(shí)，將轉(zhuǎn)速流量調(diào)到50%，軸功率也會(huì)降到50%。但如果滑差調(diào)到50%，則只需從電網(wǎng)中吸入25%左右的功率;假如通過變頻的方式，將流量降到50%，則只需從電網(wǎng)中吸入10%左右