摘 要： 在工矿企业中大量地使用着风机、水泵、搅拌机、压缩机等，这些机械一般都以交流电动机驱动。其中大部分电动机均不是工作在额定功率，而经常只有额定功率的50%～70%，甚至更低一些(20%～70%)。但电动机大部分处在恒速运行状态，并以档板、阀门或放空回流的办法进行流量或压力的调节，从而白白损失大量的电能，功率越大的风机、水泵，损失的能量越多。
关键词： 变频； 调节阀； 组态
中图分类号： TN773 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0057-01
1 概述
对于水泵和风机，表达其特性的参数有:流量（风量）Q，扬程（风压）H，功率P等。当转速从n1变为n2时，Q，H，P大致变化关系为:
Q2=Q1（n2/n1） （1）
H2=H1（n2/n1） （2）
P2=P1（n2/n1） （3）
即：流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
如水泵的流量或风机的风量等调节，只需调节电机的转速就可以实现，而同时将大大降低电机的消耗功率，节约了电能。根据电工学的基本原理，电动机的转速n由以下公式表示：
n=60f1/p
式中：n――电动机的转速
f1――供电电源频率
S――转差率
P――电动机的极对数
因此要改变电动机的转速，只要改变供电电源的频率或者改变电动机的极对数或者转差率就可以改变电动机的转速。
改变极对数进行调速从理论上讲效率最高，因为它没有额外的损耗，但对电动机的制造要求高，机械结构较为复杂，且属于有级调速，不灵活，因此较少使用。改变转差率，以往曾用过滑差电机，但由于电机结构复杂、故障率较高，维修困难，现也很少采用。改变频率进行调速，可以达到无级调速，在二十世纪八十年代初期在我国采用还不多，原因是变频装置本身的限制，后来随着微电子技术及IGBT功率器件的迅速发展，变频调速技术也得到了前所未有的发展，按目前技术的水平，不但调速精度达到了很高，而且损耗可以减少到最小（变频器效率可高达99%）。现在变频调速可以应用到各种规格的电动机中。
2 变频调速器的应用
变频调速器是一种高效节能调速装置，它以DSP或微处理器为核心，为电动机运行多种电气控制和报警功能，保障设备安全，延长使用寿命。特别是它可以根据设定信号调节电动机转速，实现生产自动控制，节电效果显著，可有力地促进企业节能工作的开展，因而在电机供电控制中得到广泛应用。下面以我厂20万机组生水泵控制系统改造为例简单说明控制调速策略。
2.1控制流程简介
我厂生水泵采用一开一备的配置方式，共有两台泵。在正常情况下，一台运行另一台备用，1#、2#泵的切换可通过DCS远程自动/现场控制柜人工手动实现。在供电控制方式上，采用两路电源供电，一路变频电源，一路工频电源。采用变频电源供电时，生水泵实行变频调速控制，主电源经过变频后送给电机；采用工频电源供电时，生水泵实行常规电气控制，主电源直接供给电动机。系统调节参数为管网压力，通过控制电机转速使压力稳定在给定值上，DCS上将新增一个PID调节器，采集管网压力信号，与变频器构成管网压力恒定控制系统。
2.2 控制方案的实施
该流量在DCS中的控制原理如图1所示。
控制过程如下：在正常情况下DCS系统PID调节回路输出4-20mA调节信号到变频器作为频率设定信号，变频器按照给定信号输出相应频率的电压电源，从而调节电机转速，出口调节阀处于全开位置，以便实现变频器控制流量的目的。
2.3控制系统的组成
该控制系统包括变频控制系统和工频控制系统。变频控制系统由DCS中组态的控制器、调节阀、变频器、压力检测装置、水泵组成。工频控制系统由工频电源及水泵运行接触器、管网阀门、水泵组成。两个系统由手动进行切换。
2.4变频器的选型和主要参数设定
我们选用的变频器是深圳艾默生电气有限公司的EV2000系列变频器，适配电机132KW。电源输入为三相380V；频率50HZ/60HZ；输变容许值是电压±20%；电压失衡率