近年来，灌溉工人开始安装变频驱动器(vfd)来监测和控制电力驱动的灌溉泵的速度。这引发了几个问题:

• 是否应该在所有的电动喷灌泵上安装VFD ?
• vfd会支付安装费用吗?

vfd是一种电子监测和控制系统，它通过调节输送到电机的电流频率来改变泵的旋转速度。结果表明，电机与功率的频率无关，电机的速度随频率的变化呈线性变化。例如，如果电机的标准速度是1770转/分，你想让电机以1650转/分运行，你可以将电源的频率从60赫兹降到56赫兹(1650转÷ 1770转× 60赫兹)。

当泵站设计为中心枢轴安装时，泵叶轮的选择是在所有洒水装置运行的情况下，向现场的最高海拔提供所需的流量和压力。最后的标准是叶轮在接近最高效率的情况下运行。灌溉农田有一定程度的海拔变化，但由于设计是基于最坏的情况，大部分农田将受到比所需更大的压力和流速。输入的vfd。

UNL生物系统工程系的研究生Dilshad Brar观察了内布拉斯加州10个县的1000个中心支点装置，以确定在系统上安装VFD是否经济。在每个场地的数字高程图上叠加了一个标准长度的中心支点和八座塔。在给定流量和轴心管道直径的情况下，计算了系统的水力特性。

在场景1中心枢轴系统没有末端枪。尽管有些县地形起伏，但使用vfd每小时节省的能源成本不到0.25美元。对于评估的系统来说，VFD在15年的使用寿命内无法收回成本。

对于场景2在中心轴心管道的末端安装了端枪。添加端枪在一定程度上改善了经济，因为端枪不能完全旋转中心轴。大多数设计的末端枪在每个角落都打开40度，这意味着在360度旋转中，它们将运行160度，或44%的时间。使用VFD可使泵送成本每小时降低约0.70美元。然而，对于大多数中心枢轴装置来说，这种方案并不经济。

在场景3添加了一个角落扩展。当增加的管道完全延伸到角落时，流量发生了很大的变化。350英尺以上的延伸需要额外的流量，结果增加了枢轴主要部分的摩擦损失。在大多数情况下，每个角的延伸部分只有大约20度或22%的转数是完全有效的。随着延伸进入和离开拐角，圆圈的其余部分的流量会逐渐变化。因此，泵叶轮的选择是基于小于22%的系统旋转的流量要求。由于角落的扩展，使用VFD每小时节省约1.60美元。

场景4一个末端枪被放置在角落延伸的末端。在这种情况下，端枪只在每个角外9度左右起作用。端枪的尺寸决定了如果根据中心枢轴的需要调整泵叶轮转速，能节约多少能量。对于场景4，当使用VFD时，平均每小时节省的能源成本约为3.00美元。

总结

总的来说，我们的结果表明，在恒定的1770转/分钟运行的电机将使用多余的能量的中心枢轴转的大部分。VFD操作包括在系统某处安装一个压力传感器。VFD的控制器部分调整电机速度，以维持一个设定的管道压力，无论传感器位于哪里。有些传感器被放置在泵出口，但如果灌区有很多地形，这个位置通常是传感器的最差位置。

中心枢轴制造商已经开发了将压力传感器放置在中心枢轴某处的选项。Brar的部分论文研究评估了压力传感器的位置，以实现最大的能源节约。在研究的50%的现场站点中，压力传感器的最佳位置是在8号塔附近。20%的系统选择在7号塔附近，15%的系统选择在6号塔附近。结果强烈地指向分别评估每个中心枢轴安装，以确定传感器应该放在中心枢轴的位置。