水泵型变频器

发布时间：2022-08-09 16:08
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2072

    水泵变频器通常由将交流电转换为直流电和为直流中间电路或直流电压中间电路馈电的整流单元和由中间电路进行馈电的逆变器组成。

水泵型变频器

水泵型变频器节能原理

    由水泵工作原理可知：水泵流量与水泵（电机）转速成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速平方成正比，水泵轴功率等于流量与扬程乘积，故水泵轴功率与水泵转速三次方成正比（既水泵轴功率与供电频率三次方成正比）。

    上述原理可知改变水泵转速就可改变水泵功率。

    流量基本公式：

    Q∝N H∝N2 KW=Q＊H∝N3

    以上Q代表流量，N代表转速，H代表扬程，KW代表轴功率。

    例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。

    水泵一般是按供水系统设计时大工况需求来考虑，而用水系统实际使用中有很多时间不一定能达到用水大量;

    一般用阀门调节增大系统阻力来节流，造成电机用电损失，而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定，改变转速来调节用水供应，并可降低转速节能收回投资。

水泵型变频器应用行业

    恒压供水

    消防设备

    楼宇供水

    环保设备

    水处理设备

    环境工程


水泵型变频器作用特点

    水泵变频器是通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件，水泵用变频器的作用是改善三相交流电动机的起动方式和达到平滑控制水泵电动机转速的目的。

    水泵变频器的特点

    1.针对水泵恒压节能控制设计

    2.内置PID和先进的节能软件

    3.可实现一托一分时段多点压力定时功能

    4.高效节能，节电效果20%～60%（根据实际工况而定）

    5.简便管理，安全保护，实现自动化控制

    6.延长设备寿命、保护电网稳定、保减磨损、降低故障率

    7.实现软起，制动功能


水泵型变频器应用场合

    变频调速恒压供水设备主要应用场合:

    1、高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水；

    2、各类工业需要恒压控制用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；

    3、中央空调系统；

    4、自来水厂增压系统；

    5、农田灌溉，污水处理，人造喷泉；

    6、各种流体恒压控制系统。


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　　变频器由控制回路、电源回路、驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成，有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。今天Ameya来为大家介绍一下如何保养变频器以及变频器的故障的预防措施。　　由于使用不合理或设置不切合实际，容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。变频器的故障原因及预防措施如下:　　1、主回路常见故障分析　　主回路主要由三相或单相整流桥、电容器、滤波电容器、逆变桥、限流电阻、继电器接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。　　在电容器维护时，通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。　　2、主回路典型故障分析　　故障现象：变频器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸。　　首先应区分是由于负载原因，还是变频器的原因引起的。如果是变频器的故障，可通过历史记录查询在跳闸时的电流，超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值，而三相电压和电流是平衡的，则应考虑是否有过载或突变，如电机堵转等。在负载惯性较大时，可适当延长加速时间，此过程对变频器本身并无损坏。若跳闸时的电流，在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内，可判断是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W， 分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻，来判断IPM模块是否损坏。如模块未损坏，则是驱动电路出了故障。如果减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸，一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障；而加速时逆变桥模块过流，则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障，发生这些故障的原因，多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。　　3、控制回路故障分析　　控制回路影响变频器寿命的是电源部分，是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器，其原理与前述相同，但这里的电容器中通过的脉动电流，是基本不受主回路负载影响的定值，故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上，通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难，一般根据电容器环境温度以及使用时间，来推算是否接近其使用寿命。　　电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误操作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较容易发现。　　逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频器出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。　　IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。　　4、冷却系统　　冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受陷于轴承，大约为10000～35000 h。当变频器连续运转时，需要2～3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。　　5、外部的电磁感应干扰　　如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离；变频器控制回路配线绞合节距离应在15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距；变频器距离电动机很远时（超过100 m），这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装无线电噪声滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响；同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低其输出端的线路噪声。　　6、安装环境　　变频器属于电子器件装置，在其说明书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。　　除上述几点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空气加热器等必要措施。　　7、电源异常　　电源异常大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因，多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电的单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。　　如果附近有直接启动的电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，其电源应和变频器的电源分离，减小相互影响。　　对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时，失压回复后，通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。　　对于要求必须连续运行的设备，应对变频器加装自动切换的不停电电源装置。　　8、雷击、感应雷电　　雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，应在控制时序上，保证真空断路器动作前先将变频器断开。　　二、如何保养变频器　　一般来说，变频器使用7年左右，进入故障多发期，部件烧坏、故障、保护功能频繁动作等故障现象可能发生，严重影响正常运行，所以需要定期做好维护保养。　　1、根据实际环境，确定其周期间隔的长度，对变频器进行全面的检查和维护。必要时，可拆卸、检查、测量、除尘和紧固整流模块、逆变模块和控制柜中的电路板。由于变频器的下进气口和上出气口经常因积尘或积尘过多而堵塞。其本身散热量高，要求通风量大，运转一定时间后，其基板(静电作用)有灰尘，必须进行清洁和检查。　　2、对于变频器的线路板、母线等后，进行必要的防腐处理，涂上绝缘涂料，对出现局部放电、电弧的母线进行毛刺去除、绝缘处理。绝缘破坏的绝缘柱，必须去除碳化或更换。　　3、对所有接线端进行紧固，防止松动引起的严重现象，并进行全面检查和测量。对于所有接线端(包括输出)端、整流模块、逆变模块、直流电容和快速熔融设备，如果发现烧毁或参数变化较大，应及时更换。　　4、变频器中风扇的旋转状态应仔细检查。断电后，用手转动风扇叶片，观察轴承是否卡住或旋转不灵活，必要时更换。　　5、仔细检查变频器控制电路板上的电子部件，检查和处理焊接脱落、变色、膨胀、裂纹、断线(印刷电路板线路)等异常现象，必要时对外观异常的部件，可以从电路板上进行焊接脱落测量检查或更换。　　6、用万用表、桥梁等仪器、工具检测和耐压实验整流块、逆变GTR(或IGBT)等大载流量装置，测量其正反电阻值，并做表格记录，更换参数差异较大的模块。　　7、检查主接触器和其他辅助继电器，仔细观察各接触器的动静接触器是否有电弧、毛刺、表面氧化、凹凸，发现这些问题时更换相应的动静接触器，确保接触安全。　　8、要经常检查变频器电源电压的变动情况，改善变频器使用环境特殊、负荷变动大的现象，避免大电流对变频器冲击的影响，影响正常工作。　　大家都知道变频器的使用环境温度每上升10℃，使用年限就减半。因此，在日常使用中，应根据变频器的实际使用环境状况和负荷特征，制定合理的检查周期和制度，每个使用周期后，全面维护变频器整体的解体、检查、测量等。变频器具有调速范围广、动态响应快、调速精度高、保护功能完善、操作简单等优点，广泛应用于冶金、石油化工、电力、机械、民用电器等行业。
2023-02-21 15:18 阅读量：2262
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