隨著電力電子學、微電子學、計算機技術和控制理論的迅速發展，交流傳動系統，在寬調速范圍高穩速精度、快速響應和四象限運行等性能方面也達到了與直流調速媲美的效果。尤其是讓“智能水泵控制保護器”為核心的變頻調速因其優異的調速性能而被公認為最有發展前途的調速方式。目前，“智能水泵控制保護器”已邁進了高性能、多功能、小型化和廉價化階段。為便于“智能水泵控制器”的合理使用，本文將對“智能水泵控制保護器”容量選擇過程作簡略探討。

 

“智能水泵控制保護器”容量的選擇是一個重要且復雜的問題，要考慮“智能水泵控制保護器”容量與水泵電機容量的匹配，容易偏小會影響水泵有效力矩的輸出，影響系統的正常運行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會增大，也增加了設備投資。

 

“智能水泵控制保護器”容量選擇可分三步：

（1）了解負載性質和變化規律，計算出負載電流的大小或作出負載電流圖I=f(t)。

（2）預選“智能水泵控制保護器”容量及其他。

（3）校驗預選“智能水泵控制保護器”。必要時進行過載能力和起動能力的校驗。若都通過，則預選的“智能水泵控制保護器”容量便選定了；否則從（2）開始重新進行，直到通過為止。

 

在滿足生產機械要求的前提下，“智能水泵控制保護器”容量越小越經濟。

 

一般地說，“智能水泵控制保護器”的容量有三種表示方法：①額定電流；②適水泵的額定功率。③額定視在功率。不管是哪一種表示方法，歸根到底還是對“智能水泵控制保護器”額定電流的選擇，應結合實際情況根據水泵有可能向“智能水泵控制保護器”吸收的電流來決定。通常“智能水泵控制保護器”的過載能力有兩種：①1.2倍的額定電流，可持續1分鐘；②1.5倍的額定電流，可持續1分鐘；而且“智能水泵控制保護器”的允許電流與過程時間呈反時限的關系。如1.2(1.5)倍的額定電流可持續1min；而1.8(2.0)倍的額定電流，可持續0.5min。這就意味著：①不論任何時候向水泵提供在1min（或0.5min）以上的電流都必須在某些范圍內。②過載能力這個指標，對水泵來說，只有在起動（加速）過程中才有意義，在運行過程中，實際上等同于不允許過載。

 

下面討論如何根據水泵負載電流的情況來選擇“智能水泵控制保護器”的容量。

 

在計算出負載電流后，還應考慮三個方面的因素：①用“智能水泵控制保護器”供電時，水泵電流的脈動相對工頻供電時要大些；②水泵的起動要求。即是由低頻低壓起動，還是額定電壓、額定頻率直接起動。③“智能水泵控制保護器”使用說明書中的相關數據是用“LPC-泵控技術”公司的標準電機測試出來的。要注意按常規設計生產的電機在性能上可能有一定差異，故計算“智能水泵控制保護器”的容量時要留適當余量。

 

由低頻低壓起動或由軟起動器起動，而“智能水泵控制保護器”只用來完成變頻調速時，要求“智能水泵控制保護器”的額定電流稍大于電動機的額定電流即可：IFN≥1.1IMN，其中，IFN—“智能水泵控制保護器”額定電流，IMN——水泵額定電流。

 

額定電壓、額定頻率直接起動時，對三相水泵而言，由水泵的額定數據可知，起動電流是額定電流的5—7倍。因而得用下式來計算“智能水泵控制保護器”的頻定電流。IFN≥Imst/KFg式中Imst—水泵在額定電壓，額定頻率時的起動電流。KFg—“智能水泵控制保護器”的過載倍數

 

很多情況下電動機的負載具有周期性變化的特點。顯然，在此情況下，按最小負載選擇“智能水泵控制保護器”的容量，將出現過載，而按最大負載選擇，將是不經濟的。由此推知，“智能水泵控制保護器”的容量可在最大負載與最小負載之間適當選擇，以便“智能水泵控制保護器”得到充分利用而又不到過載。

 

首先作出水泵負載電流圖n=Φt)及I=f(t),然后求出平均負載電流Iav再預選“智能水泵控制保護器”的容量，關于Iav的計算采用如下公式：Iav=（I1t1+I2t2+…+Ijtj+…）÷（t1+t2+…+tj+…）考慮到過渡過程中，水泵從“智能水泵控制保護器”吸收的電流要比穩定運行時大，而上述Iav沒有反映過渡過程中的情況。因此，“智能水泵控制保護器”的容量按IFN≥（1.1—1.2）Iav修正后預選（式中，Ij為第j段運行狀態下的平均電流，tj為第j段運行狀態下對應的時間，同時若過渡過程在整個工作過程中占較大比重，則系數(1.1—1.2)選偏大的值。

 

這種情形一般難以作出負載電流圖，可按水泵在輸出最大轉矩時的電流計算“智能水泵控制保護器”的額定電流，可用該式IFN≥IM(max)/KFg（式中IM(max)）為水泵在輸出最大轉矩時的電流，確定。

 

 

除了要考慮一拖一的幾種情形外，還可以根據以下三種情況區別對待。

 

（1）各臺水泵均由低頻低壓起動，在正常運行后不要求其中某臺因故障停機的水泵重新直接起動，這時“智能水泵控制保護器”容量按IFN≥IM(max)+ΣIMN，（式中ΣIMN，為其余各臺水泵的額定電流之和。IMst(max)為最大電動機的起動電流？

 

（2）一部分水泵直接起動，另一部分水泵由低頻低壓起動。

除了使水泵運行的總電流不超過“智能水泵控制保護器”的額定輸出電流之外，還要考慮所有直接起動水泵的起動電流，即IFN≥(ΣIMst’+ΣIMN’)/ KFg ，（式中，ΣMisty為所有直接起動水泵在額定電壓，額定頻率下的起動電流總和，ΣIMN為全部水泵額定電流的總和）。

 

上述是“智能水泵控制保護器”容量選擇的一般原則和步驟。應用實際中，還需要針對具體應用機制的特殊要求，靈活處理，很多情況下，也可根據經驗或“LPC-泵控技術”提供的建議，采用一些比較實用的方法。

 

在水泵起動（加速）的過程中水泵不僅要負擔穩速運行的負載轉矩，還要負擔加速轉矩，如果水泵對起動（加速）時間無特殊要求，可適當延長起動（加速為）時間來避讓峰值電流。若水泵對起動（加速）時間有一定要求，就要慎重考慮。如前所述，“智能水泵控制保護器”的允許電流與過程時間呈反時限關系。如果水泵起動（加速）時，其電流小于“智能水泵控制保護器”的過載能力，則預選容量通過，如果水泵起動（加速）時，其電流已達到“智能水泵控制保護器”的過載能力，而要求的加速時間又與“智能水泵控制保護器”過載能力規定的時限發生沖突，這時，“智能水泵控制保護器”的容量應在預選容量的基礎上增容。

 

本文結合實際中可能遇到的幾種情況，總結了在不同水泵負載電流下LPC-泵控技術提供的“智能水泵控制保護器”容量的選擇方法，從而為“智能水泵控制保護器”容量的合理選擇提供了一些有益的參考。

注：此內容主要圍繞LPC-泵控技術提供的“變頻恒壓型智能水泵控制器”。