“泵”有活力, 新時達變頻驅動賦能鋰電池產線
文:上海新時達電氣股份有限公司2025年第五期
1 項目背景
受益于國內外新能源汽車等終端市場增長拉動,我國鋰電池相關行業發展快速,負極材料市場需求增大。某企業業務范圍覆蓋整個電池負極材料中游,在2025年上半年,該企業負極材料產量占國內負極行業總出貨量的21%(數據來源SMM、中商產業研究院),隨著企業產能的持續擴張,迫切需要進一步降本增效,以提升市場競爭力。
在負極材料產線的關鍵環節,供水系統更猶如“隱形心臟”,節能高效、運行穩定的智能化供水系統,既是保障生產的基礎需求,更是企業提升市場競爭力的戰略選擇。該企業當前供水系統面臨三大核心“痛點”:
(1)穩定性差
壓力波動直接影響生產穩定性,導致關鍵工藝參數偏離設定范圍,引發設備被迫降速運行甚至異常停機。
(2)電能浪費
傳統工頻水泵采用“全速運轉”的粗放模式,在用水低谷期仍保持滿負荷運行,使得企業年運行時間高達8000小時,大量電能被浪費。
(3)維護成本高
系統長期在非最優工況下運行,頻繁啟停沖擊,導致設備磨損加劇、故障率攀升,既增加了維護成本,又影響了生產可靠性。
2 新時達驅控解決方案
新時達驅控系統采用一臺高壓變頻器與兩臺高壓固態軟啟,同時控制三臺高壓水泵的運行模式(圖1)。系統主要由高壓變頻器、恒壓供水控制器、壓力傳感器、水泵機組以及相關的電氣控制柜組成,系統拓撲圖如2所示。壓力傳感器安裝在廠區供水設備的末端,實時采集管網壓力信號,并將其轉換為電信號傳輸給恒壓供水控制器。
如圖2所示,整套供水系統可在“單泵變頻”與“多泵聯動”之間無擾切換,邏輯清晰、運行可靠。運行伊始,#1變頻泵率先啟動,PID閉環將管網壓力精準鎖定在1MPa;若用水突增,壓力跌至0.9MPa并持續30秒,系統立即軟啟動#2泵,待其并網后切至工頻,同時 #1變頻泵自動降至30Hz待機,既補水量又防超壓。若壓力仍不足,則繼續軟啟動#3泵,升級為“1變頻+2工頻”的聯合輸出模式,以最大能力穩壓供水。反之,當壓力升至1.5MPa以上,系統按“先停#3,再停#2”的順
序逐臺切除工頻泵,最終僅留#1變頻泵平滑升頻,維持管網恒
定,實現高效、低耗、長壽命運行。

3 系統應用優勢
· 精準控制 遠程管理
新時達AS800通用高壓變頻器,其具備強大的過載能力和精確的轉速控制精度,能夠滿足水泵在不同工況下的穩定運行需求;支持多種通訊協議,方便與廠區的監控系統進行集成,實現遠程監控和管理;
· 絕緣防護 安全升維
變頻裝置整流用移相變壓器應采用干式變壓器,柜體封閉,絕緣等級H級;變頻器符合并優于IEEE519~1992及GB/ T14519~93標準對電壓失真和電流失真最嚴格的要求;

· 穩定運行 適配兼容
10kV單元串聯、48脈沖SPWM疊波輸出,20–100%負載功率因數≥0.95,無需補償或濾波即可直接驅動普通異步電機,轉矩脈動<0.1%,并具備共振頻率跳躍功能。
4 客戶價值
· 水壓穩定,性顯著提升
廠區管網水壓波動范圍控制在±0.05MPa以內,完全滿足廠區內對水壓穩定性的嚴格要求;
· 年耗電量降低20~30%
水泵電機能夠根據實際用水量實時調整轉速,經實際運行數據統計,改造后的供水系統每年耗電量相比改造前降低了20~30%,每年可節省電費數百萬元;
· 維護成本降低50%以上
改造后,供水系統每月平均故障次數降低至1次以內,每
次故障維修時間縮短至2小時以內;設備維護成本降低了50%以上,廠區停水次數大幅減少。
5 結語
在未來,隨著科技的不斷進步和用水需求的進一步增長,可以預見的是,高壓變頻恒壓供水技術將在更多領域得到廣泛應用,并不斷發展和完善。
新時達專注電力電子與電機控制領域二十余年,擁有自主研發平臺、設計、生產、銷售、檢驗等全鏈條以及全自動驅控一體機智能裝配線。新時達高低壓變頻器平臺覆蓋全功率段,年產50萬臺。憑借“STEP”、“iAStar”及“SIGRINER”等多品牌戰略,新時達產品線持續領跑智慧水務、暖通空調、物流倉儲驅控系統領域,并在橡膠輪胎機械中的開煉機/密煉機電控領域得到了深度信賴,同時被廣泛應用于電梯、起重機械、船舶海工、礦業、通用節能等行業市場。
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