ポンプの省エネにおける高電圧周波数変換器の適用

周波数変換器パワー半導体素子のオン・オフ動作を利用して、商用周波電源を他の周波数に変換する電力制御装置です。現代のパワーエレクトロニクス技術とマイクロエレクトロニクス技術の急速な発展により、高電圧と高電力周波数変換速度調整装置成熟し続けているため、当初は高電圧問題を解決することが困難でしたが、近年ではデバイスシリーズまたはユニットシリーズを通じて優れた解決策が得られています。

高電圧、高出力の可変周波数速度調整装置大規模な鉱山生産プラント、石油化学、都市水道、冶金鉄鋼、電力エネルギーおよびその他のあらゆる種類のファン、ポンプ、コンプレッサー、圧延機などの産業で広く使用されています。

ポンプ負荷は冶金、化学工業、電力、都市水道、鉱業などの産業で広く使用されており、電気機器全体のエネルギー消費量の約40％を占め、電気代は電力消費量の50％を占めます。上水道での水製造にかかるコスト。これは、一方では、通常、機器はある程度のマージンを持って設計されるためです。一方、使用条件の変化により、ポンプは異なる流量を出力する必要があります。市場経済と自動化の発展に伴い、知能の程度が向上し、高電圧周波数変換器ポンプ負荷の速度制御は、プロセスを改善し、製品の品質を向上させるだけでなく、省エネと設備の経済的運用の要件も満たしており、持続可能な発展の避けられない傾向です。ポンプ負荷の速度制御には多くの利点があります。適用例から、それらのほとんどは良好な結果（最大 30% ～ 40% の省エネ）を達成しており、上水道における水製造コストを大幅に削減し、自動化の度合いを向上させ、ステップダウン運用に貢献しています。ポンプとパイプのネットワークを改善し、漏れやパイプの爆発を減らし、機器の耐用年数を延ばします。

ポンプ式負荷の流量調整の方法と原理 ポンプ負荷は通常、送液される液体の流量によって制御されるため、バルブ制御と速度制御の2つの方法がよく使用されます。

1.バルブ制御

出口バルブの開口部の大きさを変えることで流量を調整する方法です。古くから使われている機械的な方法です。バルブ制御の本質は、パイプライン内の流体抵抗の大きさを変更して流量を変更することです。ポンプの速度が変化しないため、その揚程特性曲線 HQ は変化しません。

バルブ全開時の配管抵抗特性曲線R1-Qと揚程特性曲線HQはA点で交わり、流量はQa、ポンプ出口圧力揚程はHaとなります。バルブを絞ると配管抵抗特性曲線はR2-Qとなり、揚程特性曲線HQとの交点はB点に移動し、流量はQbとなりポンプ出口圧力揚程はHbまで上昇します。この場合、圧力水頭の増加はΔHb=Hb-Haとなります。これにより、負の線で示されるエネルギー損失が生じます: ΔPb = ΔHb × Qb。

2.速度制御

ポンプの回転数を変えることで流量を調整する、高度な電子制御方式です。速度制御の本質は、送られる液体のエネルギーを変えることで流量を変えることです。速度が変化するだけなのでバルブ開度は変化せず、配管抵抗特性曲線R1-Qも変化しません。定格回転数における揚程特性曲線HA-Qは配管抵抗特性曲線とA点で交差し、流量はQa、出口揚程はHaとなります。速度が低下すると揚程特性曲線はHc-Qとなり、配管抵抗特性曲線R1-Qとの交点はCまで下がり、流量はQcとなります。この時、バルブ制御モードで流量Qcを流量Qbに制御すると仮定すると、ポンプの出口揚程はHcまで減少します。したがって、圧力ヘッドはバルブ制御モードと比較して減少します: ΔHc = Ha-Hc。これによれば、エネルギーは、ΔＰｃ＝ΔＨｃ×Ｑｂとして節約できる。バルブ制御モードと比較して、節約されるエネルギーは、P=ΔPb+ΔPc=(ΔHb-ΔHc)×Qbとなります。

2つの方法を比較すると、同じ流量の場合、速度制御によりバルブ制御による圧力水頭の増加と配管抵抗の増加によるエネルギー損失が回避されていることがわかります。流量が減少すると、速度制御によって圧子が大幅に減少するため、十分に活用するにはバルブ制御よりもはるかに小さな電力損失だけで済みます。

の高圧インバータNoker Electric の製品はファン、ポンプ、ベルトなどに広く使用されており、その省エネ効果は明ら​​かであり、顧客からも認められています。