在谐波中驱动泵

　　 英国的一些新立法使得工程师们开始控制由变频器产生的谐波。施耐德电气（Schneider Electric）公司工业系统和解决方案的Paul Pryor概括了泵应用中的谐波问题，解释了这种可以抵抗谐波问题和机械共振的新型驱动技术。这可能是在所有类型泵的应用中实现节能的一种直接、方便且经济的方式。

　　泵变频控制中的谐波是一个长期存在的问题，但是最近出台的英国电气协会工程导则G5/4-1强调了这一问题。实际上，在G5/4-1标准下，地区性电力公司可以拒绝会造成谐波畸变的设备连入输电网。但是，除了电控泵的立法因素，还有机械共振问题，后者可能导致过度的噪音、热量和部件的过早失效。

　　谐波的消除
　　解决谐波问题的一个常用方法就是配置12脉冲交流整流器。但是很少有数据显示这种设备在缓解谐波以满足G5/4-1标准上的有效性。
　　美国MTE公司Karl Hink发表的一篇文章说，12脉冲整流器达不到大多数工程师期望的谐波缓解水平，这些整流器在实际运行条件下不符合IEEE-519的要求。
　　但本文的目的是阐述泵的一般应用，从而关注能够克服谐波和机械共振问题的新型驱动技术。
　　众所周知，变频控制使得变频器（VSD）有助于节约能量。因此，当英国开始征收气候变化税（Climate Change Levy）时，规定补偿安装泵用变频器的成本。所以我们不会只关注这种变频器本省的节能潜力。
　　机械不平衡会在设备中产生共振，例如使用变频器可能会使泵的叶片停转。通过比较简单记录泵产生共振的速度值，这些频率可以借助变频器的一个简单功能“跳过”。
　　但是，还有一些能够克服电子谐波扩散的新技术。变频器制造商已经将谐波问题具体到其设备的抗谐波解决方案中。Schneider Electric在开发其最新系列的无谐波变频器时提出，产生谐波的罪魁祸首是直流电。通过减小直流电容，标准6脉冲变频器可以大大减小谐波，从而提高变频器效率。

　　新一代变频器
　　施耐德电气集团旗下的Telemecanique品牌推出了新的Altivar 21系列变频器，它具有全面的泵用功能，创新的设计将谐波扩散降到最低，是所有类型泵应用中实现节能的直接、方便且经济的一种方法。
　　Altivar 21变频器取代恒速启动器后，用户不仅可以节约能量还可以避免使用不方便通常也不可靠的机械式流速和压力控制设备，例如阀门、节流阀和分流器。另外，在大多数应用中，按照英国政府的能源资本折旧津贴（Enhanced Capital Allowance）计划，新变频器的成本和安装在第一年将100%的免税。
　　Altivar21为三相变频器，功率范围0.75-75kW，可以作为IP20设备安装在控制板中，或作为IP54设备，无需额外保护盖。
　　与通用工业变频器相比，所有类型使用低数值直流电容器，即将谐波的发生控制在最低。电磁兼容（EMC）性能通过集成的滤波器得到优化，该滤波器简化了变频器的安装，由于不需要在外部安装滤波器也节省了空间。
　　Altivar 21变频器的标准特征包括一个PID调节器，用于有效控制流量和压力、自动获取自旋载荷和调节开关频率，消除噪音和共振，以及根据电机转速限流。

　　功率因素
　　大多数工程师认为， Altivar 21通常可以有效产生统一的功率因数，而交流整流器中配置的高速开关会导致功率因数的降低。在所有的交流变频泵中，功率因数都要受到影响。然而很少有用户意识到功率因数降低引起的能耗上升，从而影响电力成本。施耐德电气不可能改变物理原理，但提个一种简单易行且经济的功率因数修正方法。
　　完美的理论功率因数为100%或统一的，如何将来自供电网的全部电能用于功能性应用。但是，许多设备在正常运行之前都需要电能，例如电机在运转之前，其螺旋线圈必须通电以产生磁通量。该能量被称为无功能量，同时它是不可见的，而是以电力账单的形式出现。功率因数修正设备使用电容器提供无功能量，从而使得来自供电网的所有能量都用于功能性应用。
功率修正设备主要由电容器组成，其中储存着启动线圈（例如电机中的）的能量。无功能量的使用达到了最小化。施耐德电气旗下的Merlin Gerin功率因数修正板具有模块化结构，能够以最低的成本安装应用要求进行配置。该公司还可以通过工程和服务团队帮助用户计算功率因数以及调查电能质量问题。
　　施耐德电气的网站（www.schneider.co.uk）还有一个在线的功率因数修正计算器，用于检查功率因数级别。该功率因数计算器只需要3个数值（可以在任何电力账单上找到）就可以计算出有多少电量可以节约，以及每年可以减少多少千克的二氧化碳排放量，以及有多少电量可以用于其它负荷。
　　直接将结果从页面emai出去，施耐德电气的代表们会根据多年的节能经验分析这些结果，建议现场调查（如果合适），然后给出最有效的节能方式。