浅析调频调压变频器在水泵电机控制中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析调频调压变频器在水泵电机控制中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，广泛应用在水泵类轻负载交流异步电机的控制中，节能效果明显。泵类设备传统的调速方法是通过调节进出口的阀门开度来调节给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在阀门的截流过程中。使用变频调速，如果流量要求减小，通过降低泵的转速即可满足要求。本文主要根据工作经验浅析调压调频变频器在水泵电机控制中的应用及常用参数设置。

关键词：变频器 三相异步电机 水泵电机控制 调压调频控制

1、变频器调频调压的基本原理

通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电，然后再把直流电变换为三相或单相交流电。主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩。

2、变频器的基本参数设置应用

1. 最高频率

根据工作需要设定，水泵电机控制中一般常设为50HZ，当频率超过50HZ 时，应考虑电机的承受能力，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

2.载波频率

载波频率越高，电流波形的平滑性越好。电动机铁心振动发出的噪声就越小。但另一方面，对其它控制设备干扰就越强。所以，在其他控制设备因受到干扰不能正常工作的时候，在水泵电机控制中常用到压力采样辅助变频器控制电机达到生产要求，载波频率过高会造成采样紊乱。另外，变频器与电动机之间的连接电缆越长，线间的分布电容就越大，载波频率越高，此时的漏电流就越大。当电缆的长度超过50米时，载波频率应设为最低。

3、控制方式

即速度控制、转矩控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识，水泵要求恒压供水时一般选择PID控制，正常运行时一般选转矩控制。

4 、水泵电机参数

变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从水泵电机铭牌中直接得到，变频器的型号选择一定要和电机参数相匹配，选择不当会造成线路频繁跳闸影响生产运行。

5、加减速时间设置

通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。加减速时间在调试中常采取先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则。

6、转矩矢量控制

失量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此，从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。水泵电机控制，一般选有效。

7、加减速模式选择

一般变频器有线性、非线性和 S 三种曲线，非线性曲线适用于变转矩负载，如水泵等； S 曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。水泵电机控制，一般选非线性曲线。

1、变频节能

变频器节能水泵上的应用。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。当使用变频调速时，可以通过降低泵的转速满足水泵电机在低负荷运行状态下的要求。

2、功率因数补偿节能

无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，设备使用效率低下，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

3、软启动节能

电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时的大电流和震动对阀门的损害大，对设备、管路的使用寿命不利。而使用变频装置后，利用其软启功能将使启动电流从零开始，最大值也不超额定电流，减轻了对电网的冲击和容量要求，延长了设备和阀门使用寿命，节省了设备维护费用。

参考文献：

[1] 徐海，施利春. 变频器原理及应用. 清华大学出版社，2010，09.60：120

[2] 孙建忠，刘凤春. 电机与拖动. 机械工业出版社，2013，04.150：200

[3] 王春堂. 水泵与水泵站. 黄河水利出版社，2011，06.6：20