電子速度控制在減少水錘方面的有效性不僅取決于軟啟動器或VSD中的技術(shù)類型,還取決于泵和系統(tǒng)的曲線。
檢查曲線
系統(tǒng)曲線顯示系統(tǒng)中流速和壓力之間的關(guān)系。
它由兩個部分組成:靜態(tài)磁頭和動態(tài)磁頭(見圖1)。
圖1.系統(tǒng)曲線顯示了靜態(tài)磁頭和動態(tài)磁頭。(圖片由AuCom提供)
平坦的系統(tǒng)曲線對速度變化更敏感。速度的小變化將導(dǎo)致流量的大變化。這意味著必須精確控制速度,以防止水錘現(xiàn)象。
泵的特性差異很大,導(dǎo)致一系列可能的泵性能曲線。對于陡曲線泵,壓力的大變化會導(dǎo)致流量的小變化。
相反,對于平曲線泵,壓力的小變化將導(dǎo)致流量的大變化(見圖2)。
圖2.泵曲線可以說明陡曲線泵和直曲線泵。
為幫助減輕系統(tǒng)中的水錘,請盡可能選擇陡峭的曲線泵。這種泵的壓力與流量之間的關(guān)系使得通過控制泵速來精確控制流量變得更加容易。
一旦選擇了電子速度控制作為解決方案,接下來便是在使用軟啟動器還是在VSD之間進行選擇。兩者都可以控制電動機/泵的加速和減速,并減輕水錘現(xiàn)象。
最佳選擇取決于系統(tǒng)特性。
軟起動器在運行期間以全速(固定)運行系統(tǒng),僅在泵啟動和停止期間控制速度。一旦系統(tǒng)達到全速,軟啟動器通常會被旁路并以非常高的效率運行(損耗小于0.1%),從而降低了運行成本。軟啟動器的成本也低于VSD。此外,軟啟動器不會在電源上產(chǎn)生諧波,因此它們無需使用昂貴的濾波器。
另一方面,VSD在運行以及啟動和停止期間控制泵的速度。這種額外的控制運行速度的能力是有代價的。VSD與軟起動器相比,具有很高的投資成本,通常需要諧波濾波器(防止電源上諧波失真的昂貴設(shè)備),并且通常會產(chǎn)生4%至6%的能量損耗,從而增加了系統(tǒng)的使用壽
但是,在某些泵送系統(tǒng)中,在操作過程中控制流量的能力將產(chǎn)生其他系統(tǒng)效率,而這些效率超過了較高的資本和運行成本。除非已證明存在這樣的系統(tǒng)效率,否則軟起動器應(yīng)該是緩解水錘現(xiàn)象的電子速度控制的首選方法。
選擇軟起動器
了解水錘原理,系統(tǒng)曲線和泵性能曲線后,下一步就是探索軟啟動技術(shù)的正確應(yīng)用以防止水錘現(xiàn)象。
并非所有的軟起動器都是一樣的。在過去的40年中,軟啟動器提供的啟動和停止模式已經(jīng)有了很大的發(fā)展。電壓,電流以及最近的轉(zhuǎn)矩控制是啟動和停止的常用方法。每種都會影響加速度(和減速度),但是都無法提供直接控制。
圖3.某些軟啟動技術(shù)提供可選的加速和減速曲線,這在泵送應(yīng)用中可能是有益的。這使最終用戶可以調(diào)整軟起動器設(shè)置,以獲得最佳的啟動和停止結(jié)果,而無需考慮固有的系統(tǒng)特性。
最先進的軟啟動(和停止)模式是直接加速(和減速)控制。此模式非常適合泵送應(yīng)用程序,并且消除水錘現(xiàn)象,因為它可以根據(jù)泵送系統(tǒng)的獨特特性(泵和系統(tǒng)曲線)在各種啟動和停止曲線之間進行選擇。
某些技術(shù)提供了可選的加速和減速曲線,這可以使泵送應(yīng)用受益。選擇和調(diào)整各種控制策略的能力使得無論系統(tǒng)特性如何,都可以輕松調(diào)整操作以獲得最佳結(jié)果。