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净水厂水泵应用案例分析
[正文]:综述： 动力耗电是供水行业的主要成本，通常可达总成本的40-50%。
造成动力耗电成本居高不下的原因是水泵电机不能按工况变化的需求自行调节，如果能采用高效率、低投入的交流调速取代阀门或运行台数的调节方法，可以使供电成本大幅降低，同时，还可以使管网压力保持稳定。
调速装置型号及铭牌参数产品型号：secn01-6/315/6 出厂编号：200511001电机额定容量：315kw 电机额定电压：6kv额定直流电压:：450v 额定直流电流：470a调速范围：440~983r/min 生产日期：2005-11制造厂家：保定华仿电控有限公司电机主要参数电机型号：yrct450-6 功率：315kw 额定转速：991-395转/分钟额定电压：6000v 额定电流：38.17a 转子开口电压：503v 转子额定电流：382a调节绕组电压：373v 调节绕组电流：153a防护等级ip23 标准编号old.512.3478出品编号：106239 出品年月2005年10月制造厂家：兰州兰电机电一体化有限公司 装置于2005年12月底投入运行，运行情况良好,符合厂家提出的各项要求。
二： 装置特点和参数测定1 高频斩波调速装置原理框图
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2 系统构成：高频斩波串级调速控制装置，与内馈绕线式电机合组成高频斩波串级调速系统（即内馈调速系统）。
3 技术特点: 平滑无级调速性能：在调速范围内实现平滑无级调速 调速效率高：由于调速控制装置仅控制电机的部分容量，所以其损耗更小，调速效率更高，节电效率更好。
良好的启动性能：采用频敏变阻器启动方式，启动转矩大，启动电流小，启动迅速，整个启动过程自动切换。
灵活方便的调速控制方式：可实现调速运行与全速运行的转换，开环运行与闭环运行转换（或手动运行与自动运行的转换），就地控制与远方控制的转换。
可方便实现与dcs 系统的接口。
充分的过载能力：电机的最大转矩倍数不低于国家标准所规定的1.8倍。
理想的静态精度：内反馈串级调速的静态精度≤3%，完全满足风机、水泵类负载的要求。
完善的保护措施：除常规的过压、过流等保护措施外，当系统故障时，系统的故障检测装置能将电机转入全速运行，同时有声光报警。
故障处理后，经复位，可继续调速运行。
主斩波回路采用可自关断的大型功率器件igbt系统更为简单，可靠。
全部晶闸管散热器均采用热管散热技术，散热效果更好，系统更可靠。
控制核心采用单片机与快速可编程逻辑器件相结合技术，需快速反应部分，由快速可编程逻辑器件完成，操作、运算、人机界面部分由单片机完成，既保证了控制系统的快速反应性，又具友好的人机界面和灵活的可扩充性。
全方位的隔离和抗干扰设计，装置具有很强的抗干扰能力。
交直流双电源供电的工作电源设计。
4、系统可靠性产品的可靠性一般指产品连续无故障运行时间和抑制故障自动保护能力。
4．1设计原理可靠性 这是非常重要的，特别是调速控制主电路，实现低压控制高压；控制主电路力求简单，可控电力电子器件尽量少，最大程度地保证产品可靠性。
采用斩波技术使有源逆变器的控制脉冲不再移动，而是锁定在最小逆变角，因此，可以采取诸如锁相环等抗强干扰电路，使有源逆变器的触发脉冲非常可靠，基本解决了有源逆变器可靠性的一大技术难题。
4．2 故障兼容能力 任何控制设备都不可能有百分之百的完全可靠，提高系统可靠性的关键在于提高系统的故障兼容能力。
斩波内馈调速装置与调速电机恒速运行装置成为并联关系，当调速控制装置意外故障时，自动保护装置可以自动将电动机切换成恒速运行，不至于造成电动机停运，此时，电动机只是不能调速而已，可将故障影响缩小到最小限度。
4．3 电子器件 yqt型斩波内馈调速产品的主要电力电子器件晶闸管和斩波器件igbt选用了进口产品；主要电器产品采用真空接触器和进口继电器；，最大限度减小继电器数量，产品可靠性得到提高。
4．4 工艺方面 完善地电力电子器件的检测设备 ；完善的生产工艺和专用设施 ； 精确合理的结构布局等，都使得斩波内馈调速产品的可靠性对比高压变频调速和串级调速都有较大的优势。
项目自2005年12月投运后，有关人员对其进行了详细的参数测定：装置各显示值与实际值一致。
u1、u2、u3、u4各点波形在调速状态下，温度平衡后测量附表1
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测试结果分析（一）、全速状态：全速时，通过检测：电机振动为17.3um，符合国家标准，；电机温度在65-67℃之间，在正常范围之内。
装置各显示值与实际值一致。
（二）、调速状态：1、 转速调整范围与精度转速实测：736 r/min至307r/min调速精度可达1转。
2、 各点波形符合要求。
3、 各元器件温升符合国家标准。
三： 节能分析1 节能原理。
2 节电率: 按(p0-p1)/p0%（p0为满负载时功率，p1为调速时功率）公式计算,所测各占空比对应为节电率为:
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按 (n03 – n13 )/n03 %( n0为额定转速, n1实际转速)公式计算,所测各占空比对应为节电率为:
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两种计算方式,考虑误差,结果基本一致,从而验证了公式p/p′/p″=n3/ n′3/ n″3 （即轴输出功率与转速立方成正比）的正确性。
得占空比和节电率对应曲线如下：
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四： 结论1、 节电率： 节电率随转速下降而增长，且节电率与转速有如下关系 节电率=(n03 – n13 )/n03 %（n0为全速转速，n1为调速时转速）2、 调速的平稳性与连续性： 该电机采用频敏变阻器启动方式，启动电流小，电机启动的冲击小。
电机由全速转调速状态时，电机转速由最高转速平滑降至设定转速，电机转速变化连续性、平稳性好。
同时调速系统温升不高见附录表，运行稳定可靠。
3、 调速的范围和精度： 调速的范围宽，可由741r/min调至358r/min，调速精度高，可每次调整一转。
调速控制装置运行稳定，抗干扰能力强。
4、 电机振动与温升 电机振动在16-12.3um之间，符合国家标准，并且可以看出电机振动，随转速下降而降低（见表2）；电机温度在64-68℃之间，在正常范围之内。
由此可见，电机运行稳定可靠。
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