近年来，灌溉者已经开始安装变频驱动器（VFD）来监控由电力驱动的灌溉泵的速度。这导致了几个最近的问题：

• VFD是否应安装在所有电动灌溉泵上？
• VFD会支付安装费用吗？

VFD是一种电子监控系统，通过调节输送至电机的电力频率来改变泵的旋转速度。结果表明，电机几乎不关心功率的频率，电机的速度随频率的变化而线性变化。例如，如果电机的标准转速为1770 rpm，并且您希望电机以1650 rpm的转速运行，则可以将电源频率从60赫兹调整到56赫兹[1650 rpm÷1770 rpm x 60赫兹]，

当泵装置设计为中心枢轴安装时，选择的泵叶轮将在所有喷水装置运行的情况下，将所需的流速和压力输送至现场的最高高度。最终标准是叶轮以接近最大效率运行。灌溉农田有一定程度的高程变化，但由于设计基于最坏情况，因此大部分农田将承受比所需更大的压力和流速。输入VFDs。

UNL生物系统工程系的研究生Dilshad Brar研究了内布拉斯加州10个县的1000个中心枢轴装置，以确定在系统上安装VFD是否经济。每个场地的数字高程图上都叠加了一个标准长度的中心枢轴和8个塔。计算了在固定流量和支点管道直径条件下系统的水力特性。

对于方案1，中心枢轴系统没有端枪。尽管一些县地势起伏，但使用vfd每小时节约的能源成本还不到0.25美元。对于被评估的系统，VFD在15年的使用寿命中不会为自己支付费用。

对于方案2，在中心支点管道的末端安装端枪。增加端枪在一定程度上提高了经济效益，因为端枪不能完全旋转中心轴。大多数设计都是在每个角落开启尾端枪40度，这意味着在360度旋转中，尾端枪可以转动160度，也就是44%的时间。使用VFD每小时可降低泵送成本约0.70美元。然而，对于大多数中心枢轴装置来说，这种情况并不经济。

在场景3中，添加了一个角扩展。当添加的管道完全延伸到拐角处时，流速会发生显著变化。350+英尺延伸所需的额外流速导致枢轴主要部分的摩擦损失增加。在大多数情况下，拐角延伸部分在每个拐角处仅能完全工作约20度或22%的旋转。当延伸部分移入和移出拐角时，圆圈的其余部分的流速逐渐变化。因此，泵叶轮的选择基于小于系统旋转22%的流速要求。随着角落的扩展，VFD的使用节省了约1.60美元每小时的操作。

对于场景4，端枪被放置在角落延伸的末端。在这种情况下，端枪的功能只有大约9度的每个角落。端枪的尺寸决定了如果根据中心枢轴的需要调整泵叶轮的转速，可以节省多少能量。在场景4中，使用VFD平均每小时节省约3美元的能源成本。

总的来说，我们的结果表明，在恒定1770 rpm的转速下运行的电动机将在中心枢轴旋转的大部分时间使用多余的能量。VFD操作包括在系统某处安装压力传感器。VFD的控制器部分调整电机速度，以保持传感器所在位置的设定管道压力。一些传感器放置在泵出口处，但如果灌溉区域地形复杂，则该位置通常是传感器的最差位置。

中心枢轴制造商开发了将压力传感器放置在中心枢轴某处的选项。Brar论文研究的一部分评估了压力传感器的位置，以实现最大的节能效果。在大约50%的现场研究中，最佳压力传感器位置位于8号塔附近。对于20%的系统来说，最好的位置在7号塔附近，而对于15%的系统来说，最好的位置在6号塔附近。结果强烈表明，应分别评估每个中心枢轴安装，以确定传感器应放置在中心枢轴上的位置。