MASTERDRIVES系列变频器在跨行业应用中的优异表现

1.MASTERDRIVES系列变频器在煤矿输送机上的应用

近年来，随着煤矿双高工作面的出现，采掘设备生产能力的大幅度提高以及为了降低散料运输成本的要求，矿井对带式输送机的需求迅速增长，带式输送机正迅速朝着长距离、大运量、高速度、大功率和广泛的适应性方面发展，已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。而运用变频器对带式输送机进行改造，将给用户带来了极大的社会和经济效益。

某煤炭企业的主斜井胶带输送机采用难燃钢心皮带，带长918m，带宽1m，带速为3.15m/s，倾角16.5°，运量是700t/h；选配电动机功率为2×480kW，极对数为2，6kV双回路供电。该输送机采用西门子的MASTERDRIVES系列变频装置。

（1）系统方案

系统方案框图如图8-42所示，从图中可以看出，整个电控系统由高压配电系统、变频驱动系统、皮带综合保护系统、监控管理系统等4部分构成。整个系统是在基于网络的监控管理系统的协调下完成系统的驱动、监测、保护、重要数据的统计和管理等功能。

图8-42 系统方案框图

高压配电系统采用6kV双回路进线、多回路馈电方式，高压配电系统由4台高压开关柜构成，分别是1号进线柜、2号进线柜、馈电柜和电压互感器柜。馈电柜分别给两套变频器系统供电。

综合考虑了用户的实际需要和产品技术的先进性、可靠性以及性价比，采用了两台MASTERDRIVES系列6SE7135-7HG62-3BA0-Z型变频器分别驱动西门子变频电动机（1LA8357-4PM80-Z，480kW），两台变频器工作于主从驱动模式。为了增强数据交换能力，两台变频器之间采用SIMOLINK连接。控制系统的主电路如图8-43所示。

监控管理系统形成了整个系统的控制核心，基于双层网络，两台工业控制计算机和皮带综合保护的PLC、两套变频器通过PROFIBUS-DP网络连接，其中，工业控制计算机作为主站，其余各设备作为从站。两台工业控制计算机配置触摸屏操作界面，除了完成系统的所有操作外，还具有数据收集、处理、存储功能，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态的显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等。工业控制计算机按照一用一备的方式设置，可避免因工控机出现故障而影响系统正常运行。

皮带综合保护的PLC和4台高压柜之间采用Modibus通过RS485接口相连，这样的连接使得高压柜的信息量，包括电量值、开关状态信号，均可送至PLC参与系统控制，同时，电量信号和开关状态信号又可通过PROFIBUS-DP网络送至工业控制计算机显示。

（2）控制系统完成的主要功能

1）拖动电机。由于输送机的两台电动机不同轴联结，若两台电动机的传动都作为独立的速度控制，则在运行时，两台电动机的速度和转矩难以调整，因此两台电动机的控制方式不是独立而是相互关联的。所以，控制结构设计为主从控制结构。

图8-43 控制系统的主电路

2）力矩平衡控制。由交流异步电动机的机械特性可知，同一型号和功率的两台电动机的机械特性相同，负载在两台电动机之间平均分配，即每台电动机承担负载的一半。但在实际中，由于两台电动机制造的材料和工艺误差以及两套机械装置的制造误差，导致两套电动机拖动系统的特性很难完全一致，所以导致负载在两台电动机间很难完全平均分配。为了解决两台电动机的转矩和拖动功率的平衡问题，采用了主从控制方式，主变频器按照皮带输送机要求对整个系统进行速度控制。从变频器采用矢量控制技术进行速度的转矩调解，但其转矩信号，在其速度调节器输出的转矩给定基础上，综合了主变频器转矩信号与本系统的转矩信号的偏差量。这样，从变频器在满足速度稳定所需的转矩之外，其转矩输出与主变频器的转矩输出几乎相同，从而保证了两台变频器的出力基本相同。

（3）速度同步控制。在速度控制上，由于两台电动机非刚性联结，故不能采用刚性联结时同一个速度环控制的方式。因此，主变频器采用独自的转速、转矩双闭环，从变频器接受主变频器给定积分器的输出速度给定信号n∗。由于皮带张力的变化、局部负载的变化等，两台电动机的速度会有一定的差异，所以需要将两台电动机的实际转速的误差值与速度给定信号n∗相综合后，作为从变频器的速度给定信号，这样从工艺上满足了速度的控制要求。由于，采用了转矩平衡控制，使两个电动机处理相同，两个电动机的预达到速度也是一致的。

系统在投运以来，运行可靠、平稳，实现了输送机的软启动、软停车，延长了设备的使用寿命，减小了维护量，而且节约了大量的电能，改善了生产工艺。

2.在电子凸轮技术与灵活印刷中的应用

无轴印刷是印刷行业的发展方向，用高速、稳定、精确的电子同步代替传统的机械轴同步可以极大地提高印刷机的效率，降低机械设备的复杂性，同时印刷机的空间布置也更灵活。

本例印刷机由收放卷、施水辊、印刷部、导纸辊、整饰辊以及纠偏装置组成。印刷部及纸张输送线均采用西门子MASTERDRIVES 6SE70系列变频器。

（1）控制系统

针对印刷工艺段的要求，采用西门子的6SE70 MC无轴驱动同步技术；针对纸张输送、处理工艺段的要求，采用西门子的6SE70 VC技术。

本系统可以简单地划分为两大部分，纸张输送处理部分由MASTERDRIVES VC来进行速度控制、速度同步，印刷部由MASTERDRIVES MC来进行同步印刷。本系统通过PROFI-BUS-DP来发送控制命令以及读取变频器参数，通过SIMOLINK来进行速度给定。西门子S7-300、6SE70 VC/MC、TP170B应用在该卷筒纸印刷机上。电气控制结构如图8-44所示。

图8-44 电气控制结构图

（2）系统控制

1）印刷部。MASTERDRIVES MC伺服驱动配置系统原理如图8-45所示。

该机伺服拖动的机械部分包括：一个代表主机速度的辊子（简称速度辊），两组印刷滚筒。其中速度辊用MASTERDRIVES MC交流变频器控制的1PH7主轴电动机拖动；两组印刷滚筒分别由两个MASTERDRIVES MC交流伺服变频器控制的主轴电动机拖动。

两组印刷滚筒的运转均要求印刷滚筒运转一周通过两张同样尺寸的产品，两张相邻产品之间的纵向位置误差0.5mm，即每组印刷滚筒由于变速运行造成的位置误差及两组印刷滚筒的同步运转位置误差均保证在0.5mm以内。其中，印刷滚筒0～240°（角度）部分用于安装印版，这一部分要求与速度辊以相同线速度同步运行，进行产品印刷；印刷滚筒240°～360°部分根据印刷产品长度作凸轮变速运行，保证印刷滚筒运转一周正好通过两个产品长度。如此周而复始地往复运转。

机速上限为60m/min，产品纵向最长600mm，最短540mm，印刷产品长度通过TP170B进行设定。

图8-45 伺服驱动配置系统原理图

如前所述，通过两组印刷滚筒的运转配合，要求在纸面上印制出长度符合要求，且紧密排布互不重叠的产品。保证这两组印刷滚筒的高度同步及精度是印刷部的难点。解决方案：根据印刷部的工艺要求，印刷滚筒每旋转一周分为两个阶段：同步匀速阶段（0～240°），凸轮变速阶段（240°～360°）。对应印刷滚筒下方走过的纸张长度为：（0～π×D×240°/360°），（π×D×240°/360°～2×L_P），D为印刷滚筒直径，L_P为印刷产品长度。

利用MASTERDRIVES MC变频器F01工艺包中提供的电子凸轮功能，可以很方便地建立上述电子凸轮曲线关系。

2）纸张处理和输送系统。纸张处理和输送部分的8台驱动器均能由印刷部的CPU进行集中控制，包括起动、停止，正、反转及升、降速控制；纸张处理和输送部分的8台电动机均能通过驱动器在单机模式下独立运行。另外除干燥箱调速电动机外的其他7台电动机还能与印刷部的速度辊同步运行。稳定运行时，驱动器的调速控制精度不超过0.01%；驱动器的运行状态可在印刷部的人机界面TP 170B上实时显示。

纸张处理和输送系统是印刷部工艺前后的纸张处理工艺，目的是保证全工艺高精度恒速供纸及速度响应，保证印刷质量。保证施水辊、导纸辊及整饰辊的单机调速精度以及联机同步精度，以及保证速度链的响应速度、精度是本工艺段的难点。因此，纸张输送处理工艺段采用西门子MASTERDRIVES 6SE70 VC系列变频器，7台纸张输送处理工艺段VC变频器均采用速度控制方式，速度给定由印刷部速度辊通过SIMOLINK给定，实际转速由编码器反馈，控制命令通过PROFIBUS-DP由外部给定。

PROFIBUS-DP保证纸张处理工艺段很高的控制响应及抗干扰性，SIMOLINK光纤环网保证通信数据的同步性、抗干扰性，统一的数据接口为客户带来很大的方便。MASTER-DRIVES 6SE70 VC系列参数具有很大的灵活性，根据需要可以根据工艺搭建逻辑控制，如将统一的速度给定经过变频器内部计算（辊筒直径、减速比等）换算到统一的印刷速度。同时在模拟各种故障条件下，MASTERDRIVES 6SE70 VC变频器展现了优异的质量。干燥工艺风机采用U/f控制。

通过优化变频器参数实现驱动与机械、工艺的完美结合，不断优化其速度特性如速度响应和各辊筒间的速度相对误差。经过优化单辊筒速度误差达0.4%，并预留接口方便客户对设备进行单机、联机速度粗调、微调。从而保证了全线线速度同步的精度高，而且具有很好的速度响应与单机、联机速度精度。

（3）系统指标

印刷速度为60m/s，产品印刷精度控制为0.5mm（在低速、中速、高速及加减速下采样检测），速度链线速度同步，实现速度链起停、加减速与印刷的同步进行。印刷速度与印刷产品精度均达到要求。

本项目是对西门子无轴驱动同步技术的完美演绎，相对于其他公司的同类产品，西门子在伺服控制轴数及单轴功率上均具有很大的优势，这也是客户认可西门子重要原因。MAS-TERDRIVES 6SE70系列灵活的参数体系方便应用功能的实现，而应用中6SE70系列变频器的质量也深受客户的好评。如何不断优化驱动参数，使它与机械、工艺完美的结合是调试过程中核心的工作。

3.变频调速系统在机械式矿用挖掘机上的应用

大型矿用挖掘机采用变频调速系统，提高了整体可靠性、生产效率以及功率因素等，具有很高的性价比。

考虑到无功补偿以及功率因素，选择使用交流变频调速。由于西门子变频器功能图的开放性，便于实现工艺要求，本例选用西门子变频器。

（1）挖土机特性

如图8-46a图中所示的电动机M-n特性曲线称之为“挖土机特性”，认为挖掘机各种电动机的控制特性应采用“挖土机特性”控制曲线。

图8-46 控制曲线

a）挖土机特性 b）电动机特性

对于挖掘机这种挖掘阻力不确定的负载工况控制系统，采用图8-46a中所示的控制曲线A-B段，实现对电动机的限电流保护。当负载阻力超过截止点后，随着负载阻力的进一步增加，电动机的转速将随之下降，从而实现对电动机的保护。

采用变频调速技术，其电动机的控制曲线采用图8-46b中的曲线。

在挖掘过程中，电动机工作在额定转速一下，系统为恒转矩调速。当铲斗出了物料后，系统进入恒功率调速（A-B），速度自动停留在与负载大小相对应的工作点上。在WK-20变频调速系统中，采用了图8-46b所示曲线，它对于挖掘机是非常适合的，具有效率高、易控制等优点。

（2）控制系统

电源入口到各机构驱动电动机的驱动系统如图8-47所示，控制系统通信网络简图如图8-48所示。

图8-47 驱动系统图

图8-48 控制系统通信网络简图

控制系统由PLC和人机界面TP270组成，PLC选用西门子S7-400系列产品，CPU414-1DP具有存储量大、运行快速、抗干扰能力强以及高可靠性等特点。输入选用DC 24V输入模板6ES7421-7BH01-0AB0，输出选用继电器输出模板6ES7422-1HH00-0AA0，另外系统中还安装有远程I/O站ET200M，PLC将完成逻辑控制与数据处理功能，是整机控制系统的核心。

PLC控制系统通信采用PROFIBUS-DP现场总线通信网络控制，AFE整流回馈单元、各机构逆变器、司机室远程I/O（ET200）分别挂接在PROFIBUS-DP总线上，构成分布式控制网络。CPU通过PROFIBUS-DP现场总线通信网络获取司机室操作命令、各机构逆变器及整流回馈单元的运行状态和故障信息。通过SM338模块及提升、推压行程编码器获取提升、推压行程信息，实现挖掘优化控制。通过开关量输入模块获取配电与辅助回路运行状态与故障信息、安全保护与行程信息等。经过逻辑与数据计算后，通过相同的路径对整个电气系统进行控制。

（3）控制系统采用技术及具有的功能

1）AFE主从并联。AFE闭环控制板CUR的电子箱中使用两块SCB，将主装置的起动信号和电流信号通过光缆传输给从装置，实现装置对装置的通信，主从两个装置起动同步、电流相同、处理均衡。同时，两台AFE装置的“运行”、“故障”信号输入到PLC进行集中控制，用以保证传动系统正常运行。

2）提升双逆变器转矩主从。提升机构两台596kW电动机采用两台逆变器控制，使用SIMOLINK板（SLB）实现装置间的高速主从控制，将主装置速度调节输出的转矩信号K0153取出，由光缆传输到主从装置，通过P486参数接到从装置的转矩给定，从而保证两台电动机出力均衡。

3）挖掘优化软件。以提升转矩M_H为基准，建立提升转矩M_H与推压转矩M_C之间的控制模型，使提升转矩M_H与推压转矩M_C达到最佳配合。

在电铲上设计并实现“提升/推压优化挖掘功能”对产品的性能、工作效率和机械寿命尤为重要。在提升转矩小于50%时，推压转矩的限幅为额定值的60%，在提升转矩大于50%（不同的电铲其值不同）时，推压转矩的限幅值随着提升转矩的加大而加大，即在挖掘过程中，推压转矩的限幅值是提升转矩的函数，这样既保证了铲斗在挖掘跟部物料时（通常提升小于50%）限制推压力在60%以内，防止起重臂定起，又可以保证在挖掘物料时推压机构具有足够的力矩，提高满斗率。

动态读取提升转矩M_H与推压转矩M_C的值，判断是否在挖掘物料状态，控制回转转矩M_S的限幅值，实现对回转转矩M_S最大值的控制，以避免斗杆在挖掘时受到过大的侧向力。

控制系统设置了回转转矩限制功能，当监测到提升转矩和推压转矩同时大于75%时，回转转矩限幅值被限制在M_max的5%，以防止在挖掘期间出现大转矩回转，确保斗杆和起重臂不受大的侧向力。

4）回转机构防给定故障功能。回转机构的特点是机械传动惯量大，为减小启动时的机械冲击，延长机械寿命，使系统制动快速平稳，回转机构采用转矩控制方式，即主令给定是电动机输出转矩的大小，但是，一旦给定故障（如断线），回转系统将无法产生制动力矩，如此大的惯量系统将无法很快停车，电铲很可能碰坏电动轮自卸车或大臂，非常危险，因此，在回转机构中增加了防给定故障功能，它可以保证在模拟给定故障时，主令在最大位置（输出一开关信号）同样可以产生最大的制动转矩，使系统迅速制动停车。

5）物料称重。称重系统的主导思想是在每次铲斗运行至汽车上方开车前，监测此时的提升高度、推压行程、推压力、提升加速度、推压加速度。根据顶部滑轮至推压轴长度、顶部滑轮至铲斗的绳长、推压轴至铲斗的距离所组成的三角形及起重臂与水平面的固定夹角，利用余弦定理计算出提升力、推压力向上的合分力及铲斗（含物料）、斗杆在重力方向的合分力。并在计算中利用监测到的提升、推压加速度值对向上合分力进行修正，使其称重精度达到1%以内。

6）电能计量。将各机构的所消耗功率通过PROFIBUS-DP总线实时地传到PLC中，使用STEP7编程对系统所消耗的电量进行累加并存储。

7）防振、防尘功能。挖掘机在挖掘过程中振动、灰尘都比较大，因此变频调速系统设置防振、防尘功能。为了进一步减小振动，推压机构在零速时，还可将控制方式由速度控制转换为力矩控制，这样，推压机构在零速时的力矩取决于手柄给定的大小，而不是速度控制时的较大力矩，从而减小了由于推压力而引起的振动。

8）人机界面。司机室人机界面触摸屏对整机的运行状态和故障进行综合监控，采用多画面切换形式，完成对各部分运行中状态模拟现实与故障自诊断功能，为维护与检修提供帮助。人机界面触摸屏显示的信息包括状态显示与故障显示。

WK-20在投运以来，系统的整体可靠性、生产效率、功率因素等方面都有所提高，而且该系统节能效果明显，耗电量降低。

4.在起重机大、小车行走驱动中的应用

起重机的电动机驱动主要有起升机构、大车、小车行走机构电动机主要采用绕线式异步电动机及笼型异步电动机。尤其是行走机构一般均采用笼型异步电动机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，噪声大，影响设备使用寿命及定位精度。

近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的起制动控制特性，在各种行业得到了广泛应用。在起重机中起升机构采用变频器驱动后，就可以用笼型异步电动机取代绕线式异步电动机。笼型异步电动机结构简单，防护等级高，维护工作量小，可靠性高适合在较恶劣环境下工作。

由于变频器驱动时，频率和电压都是按一定比例一定速度逐步升高或降低，因此使得电动机起动冲击电流小，转速变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。起升、行走定位也较准确，提高了生产效率。

（1）系统配置

根据起重机电动机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MASTERDRIVES6SE70系列变频器作为起升机构的电动机驱动，MIDIMASTER Vector 6SE32系列变频器作为大、小型车行走机构的电动机驱动，6SE32系列是一种通用型高性能矢量控制型变频器，功能强、价格低，完全满足行走机构的需求，因此用户选用该系列变频器。下面仅就行走机构的电动机变频驱动应用作一介绍。

起重机大车运行方向有前后、小车运行方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1～4档，加减速时间为3～6s，通常小车行走机构采用一台电动机，而大车行走机构需采用2～4台电动机，大、小车本身的惯性也较大，为防止电动机被倒拖处于发电状态时产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元及制动电阻来释放能量。起重机整个电气系统由S7-200系列PLC进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。

为了减少对电网的谐波污染，每个变频器均加有输入电抗器，它不仅减少了谐波分量，同时也抑制了输入电流峰值，有利于延长整流二极管使用寿命。电源输入端采用断路器作为变频器的短路保护。

（2）系统原理图（见图8-49）

图8-49 系统原理图

（3）变频器主要参数设置

首先将所用电动机铭牌数据输入P80～85，大车变频器应输入几个电动机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电动机时应运行于线性频率/电压特性，1～4档速度变化采用固定频率，设定1档=5Hz、2档=10Hz、3档=25Hz、4档=50Hz，根据档位的不同输出频率是各个固定频率的叠加，同时利用变频器的制动器接通、断开功能由RL₂输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在电动机停止时不会由于外力而随意移动。变频器的主要参数见表8-19。

表8-19 变频器的主要参数

起重机采用变频器驱动后使整机性能有较大提高，如起升及行走平滑、稳定，被吊物件定位准确，根据需要上下、前后、左右操作都可以无级变速，适应各种使用场合，加上变频器自身保护功能齐全，如过电流、过载、过电压等都能及时报警及停止，减少了起重机故障，提高了安全性能。同时，变频器具有限流作用，可以减少起动时对电网的冲击，有利于车间内其他设备的正常运行。如此多的优点，使变频器在起重机上得到了广泛应用。

5.MASTERDRIVESVC在分蜜机上的应用

制糖行业是一个与农产品紧密相关的行业，糖厂一般建在利于收集甘蔗、甜菜等原料的地方，由于地处偏远，供电系统大多数采用自发电，因此要劣于电网供电。

由于原料不同，制糖工艺有所不同，如图8-50所示。

图8-50 制糖工艺

（1）分蜜机工艺

离心分蜜机的传动系统是制糖工艺的关键设备，离心分蜜机为周期性工作，每个工作周期的时间为2～4min，在整个生产季节设备不间断运行。每个工作周期以50～200r/min固定转速开始运转，然后加料（有冲击），完成后，离心分蜜机加速到800～1000r/min，固定转速运行，再到1200r/min固定转速运行，完成分蜜后，减速到500～100r/min，固定转速来完成卸料过程。一个工作周期结束，然后再加速到50～200r/min固定转速加料，开始下个周期生产（以上几个固定转速是以现场具体工艺而定）。

（2）选型

分蜜机对传动有很高的要求，如坚固耐用的电动机，非常平滑的加减速曲线，可靠稳定的速度控制，可以达到每小时近30次的工作周期，同时会产生大量的能量，过载能力要强等。因糖厂为季节性生产，工作条件差，要保证运行的高稳定、可靠性，而且可以方便地与自动化系统集成，需要具有完善可靠的自检测功能，以及多台分蜜机间可以传输、共享能量等。

基于以上情况，驱动装置选型以AFE整流为主，AFE在分蜜机上的应用如图8-51所示，其优点为：电网电压下降的情况下，也可以保证100%的轴功率输出；从电网取用电能时，不对电网产生谐波污染；节能效果明显；可以调整功率因数；传动系统的动态响应更快；固有的四象限运行特性，从电动到发电状态的变换平滑；无换向失败。

单台分蜜机AFE的使用如图8-51a所示，多台分蜜机AFE的使用（公用直流母线）如图8-51b所示。

变频器型号为6SE7133-2EF61-5BA0-Z（具有AFE功能的160kW的西门子变频器柜），电动机为ABB的160kW，50Hz，绝缘等级F，380V，294A，991r/min。

（3）控制方式及调试

因分蜜机要求低速稳定性好，用矢量闭环控制最为理想。空载试车，用变频器带电动机作矢量闭环优化控制完成后，分蜜机运行正常，通过PLC的控制，从低速稳定性、加减速的平滑性和启动电流等来观察，分蜜机控制的效果非常理想。可运行一段时间后，变频器报警为F053（编码器线有问题），重新查线，接线及重装编码器后。重新试车，变频器报警为F98.6（反馈信号缺一路），无电缆可换，只换一新编码器，变频器报警为F98.4（无反馈信号），在此情况下，去掉编码器，用无传感器矢量控制，重新优化，变频器带电动机运行正常，加载运行，生产几吨糖后，动作顺序有时出错，调节PLC程序，调整变频器参数，有时机械出现振动，无法生产。分析其原因，由于生产需要，分蜜机加料不同，无传感器矢量控制方式，在低频时转速跳动大，有可能引起机械共振。通过修改变频器参数，振动有所减小，与矢量闭环相比，控制效果较差。改成U/f控制方式，加载运行状况良好，不足之处为起动电流较大。由此可见，控制方式的选择根据工艺不同而不同，而且参数的选择适当可以正常工作。

在分蜜机调试过程中注意事项：变频器优化完成是调试的根本前提；编码器的问题，如接线及屏蔽，干扰，编码器与电动机轴安装情况。

6.变频器在原水取水泵站中的应用

取水泵站选泵设计时，一般以供水保证率达到95%～99%的最低原水水位时泵站所达到的最大出水量为最低标准。一般在枯水期间，江河水位最低，冬季的供水量也少，水泵所需的扬程最高；丰水期间，江河水位上升，夏季又是高峰供水阶段，供水量最大，但水泵的静扬程不需要很高。由于某些原因，非正常供水也有可能经常出现，如夏季高峰供水时，出现特大干旱，此时江河水位也可能下降到最低点，而此时供水量又要求最大；冬季枯水期时，也可能需要特大的供水量。这样，投入巨资兴建的取水泵站将不能发挥作用，按设计规范选定的扬程和流量参数将会变得非常不合理，运行能耗和基建投资浪费很大。

图8-51 AFE在分蜜机上的应用

a）单台分蜜机 b）多台分蜜机

采用变频调速，可以解决变流量运行时水泵的节能要求。因为水泵运行中的轴功率与其转速的三次方成正比，当水泵运转速度降低以后，其轴功率随转速比率三次方下降，驱动电动机所需要的功率也相应减少，从而取得明显的节电效果。通过降低机泵的转速，可以使流量成比例地减少；压力减少的幅度更大，按平方关系减少；轴功率降低的幅度最大，因而节电效果更显著。所以说，变频调速是水泵机组节能降耗的最佳选择。

北京市第八、第九水厂的加压泵站，天津市引滦工程，深圳东湖取水泵站，南水北调所有的输水泵站及全国许多大中小型城市的取水输水泵站，近十几年均采用了变频调速装置。

东北市政设计院设计的“引英入连”供水工程水源泵站2001年正式投产，其供水能力为6.6×10⁵m³/d，共5台2800kW的卧式离心水泵。其中4台水泵机组选用SIMOVERT MV电压源型变频器，采用三电平的磁场定向矢量控制技术；逆变侧采用大功率全控器件高压IGBT。因为IGBT的开通和关断过程都是连续可控的，无需附加其他电路就能实现dυ/dt控制，所以可减小电动机和变压器上的dυ/dt。由于采用了KTY84器件，可以在线进行高精度的转矩控制。SIMOVERT MV是一种可靠性很高的变频器，4年来一直运转良好，节电效果非常明显：每年节电452万kW·h，以每kW·h电0.6元计算，则每年能节省电费536万元。而取水泵站的全部调速装置投资为800万元。可见，不到2年就可收回投资。