在一般情況下，水泵采用恒速交流電動機拖動，而用水量卻是變化的，為了保證水池的正常供水，工人要在現(xiàn)場經(jīng)常調(diào)節(jié)擋板或閥門開度大小來控制水泵的抽水量，或者將水池中用不完的水白白流掉。這樣做不僅增大了工人的勞動強度，而且有大量的電能浪費在水泵閥門阻力的損失上。因此就要求水泵處于變工況運行，若利用變頻器進(jìn)行調(diào)速，以調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的方法取代調(diào)節(jié)擋板或閥門，則不僅可以減輕工人勞動強度，還能達(dá)到節(jié)約電能目的，對提高企業(yè)經(jīng)濟效益有重要意義。

水泵變頻器控制節(jié)能原理

1、水泵特性分析

根據(jù)離心泵特性曲線的有關(guān)公式：

           P=K₁Qh               (1)

          Q=K₂n                 (2)

          H=K₃n²                 (3)

由（1）、（2）、（3）式得：

          P=k₄n³                      (4)  

P/Q=K5n2                       (5)

式中：K1，K2，K3，K4，K5為常數(shù)：

        P為泵機軸功率；

Q為泵機流量；

H為泵機揚程；

n為泵機轉(zhuǎn)速。

（1）式中說明在相同的軸功率下，若通過出口閥門調(diào)節(jié)泵機流量，將引起泵機揚程的相應(yīng)改變，流量越小，揚程變得越大，但實際抽水時，由于揚程是基本不變的，由此就產(chǎn)生了更多的富余揚程。

（4）式說明泵機軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，若設(shè)法降低轉(zhuǎn)速，就可以減小泵機軸功率，再由（1）可知，就可實現(xiàn)流量或揚程的自由調(diào)節(jié)。

（5）式說明單位時間內(nèi)，排放每m³ 水能耗（即功耗）與轉(zhuǎn)速立方成正比，這說明在達(dá)到實際供水流量前提下，轉(zhuǎn)速越小，功耗越小。

2、電機特性分析

   根據(jù)交流電動機的工作原理：

^{n=60/p.f(I-s)}              （6）

式中：f為電機的電源頻率；

      p為電機的磁極對數(shù)；

      S為轉(zhuǎn)差率。

由于電機的S和P為常數(shù)，所以（6）式可知電機的轉(zhuǎn)速與電源頻率有固定的正比例關(guān)系。

3、節(jié)能原理

由電機特性分析可知，均勻改變電機供電頻率F，就可以平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速，從而改變泵機的轉(zhuǎn)速；結(jié)合泵機特性分析，降低電動機轉(zhuǎn)速，電動機輸入功率也隨之減少，泵機軸功率就相應(yīng)減少。這就是變頻器控制水泵的節(jié)能原理。

另外，水泵起動時的急扭和突然停機時的水錘現(xiàn)象往往容易造成管道松動或破裂，嚴(yán)重的可能造成電機的損壞，水泵采用變頻器調(diào)速以后，可以根據(jù)工藝的需要，實現(xiàn)泵機的軟啟和軟停，從而使急扭及水錘現(xiàn)象得到解決。而且在用水量不大的情況下，可以降低泵機的轉(zhuǎn)速，這樣不僅避免了水泵長期工作在滿負(fù)荷狀態(tài)，造成的電機過早的老化，而且變頻器的軟啟動大大減小泵機啟動時對機械的沖擊，也具有節(jié)能的作用，其節(jié)電率一般在15%-40%左右。