【正文】 一環(huán)目前卻存在著很多問(wèn)題，傳統(tǒng)供水方式己經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展和需求。我國(guó)的產(chǎn)值能耗是世界上最高的國(guó)家之一。受中小水廠規(guī)模和經(jīng)濟(jì)條件限制，目前主要采用國(guó)產(chǎn)通用的變頻恒壓供水變頻器。 變頻供水系統(tǒng)應(yīng)用范圍 變頻恒壓供水系統(tǒng)在供水行業(yè)中的應(yīng)用，按所使用的范圍大致分為三類：(1)小區(qū)供水(加壓泵站)變頻恒壓供水系統(tǒng) 這類變頻供水系統(tǒng)主要用于包括工廠、小區(qū)供水、高層建筑供水、鄉(xiāng)村加壓站，特點(diǎn)是變頻控制的電機(jī)功率小，一般在 135kw以下，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單。采用了轉(zhuǎn)速控制方式后，可將排水閥完全打開而適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的第二個(gè)方面。 4．從水泵的工作效率看節(jié)能 (1)工作效率的定義水泵的供水功率PG與軸功率PP（輸入功率，即電動(dòng)機(jī)的輸出功率）之比，即為水泵的工作效率，符號(hào)是ηP： ηP=PG/PP （12） (2)水泵工作效率的近似計(jì)算據(jù)有關(guān)資料介紹，水泵工作效率相對(duì)值η*的近似計(jì)算公式如下： ηP*=C1（Q*/n*）－C2(Q*/n*)2 (13)式中，ηP*、Q*、n*分別為效率、流量和轉(zhuǎn)速的相對(duì)值；CC2常數(shù)，由制造廠家提供，C1與C2之間，通常遵循如下規(guī)律:C1－C2=1 (3)不同控制方式時(shí)的工作效率由式（13）可知，當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門來(lái)減小流量時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不變，n*=1，比值Q*/n*=Q*，可見，隨著流量的減小，水泵工作的效率降低十分明顯。這時(shí)，流量減小為QE（=QX），揚(yáng)程減小為HC，供水功率PC與面積0DCK成正比。 即通過(guò)改變水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，而閥門開度則保持不變（通常為最大開度）。 即通過(guò)關(guān)小或開大閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，而轉(zhuǎn)速則保持不變（通常為額定轉(zhuǎn)速）。 由圖11中可以看出：供水系統(tǒng)的額定功率與面積0ANG成正比[7]。如圖11中的曲線②所示，管阻特性是表明由管阻（閥門開度）來(lái)控制供水能力的特性曲線。在該系統(tǒng)中，最主要的是對(duì)水泵的控制，在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由離心泵組成的供水系統(tǒng)普遍存在，下面就以離心泵為例分析變頻調(diào)速節(jié)能的原理。 d. 運(yùn)行合理，由于是軟啟和軟停，不但可以消除水錘效應(yīng)，而且電機(jī)軸上的平均扭矩和磨損減小，減小了維修量和維修費(fèi)用，并且水泵的壽命大大提高。所以開發(fā)一種新型的自動(dòng)化程度高、可靠性高且節(jié)能效果好的供水系統(tǒng)迫在眉睫。而且氣壓罐是密封的，所以大大減少了水質(zhì)因異物進(jìn)入而被污染的可能性，靈活性大、建設(shè)快、不妨礙美觀，且可以通過(guò)改變壓力罐的壓力來(lái)滿足不斷增加的供水需求。同時(shí)，由于在建筑物頂部形成很大的負(fù)重，所以增加了結(jié)構(gòu)面積，也妨礙了美觀。 這種方式是水泵先向水塔或水箱供水，再由水塔或水箱向用戶供水。究其原因，主要是由于受供水設(shè)備和供水方式的限制。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求[4]。因此，應(yīng)用電力電子的交流變頻調(diào)速裝置以及相關(guān)高新技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，就可以獲得很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)現(xiàn)有的100萬(wàn)kw以上的大型電廠中，每套30萬(wàn)kw的發(fā)電機(jī)一般都配備3035臺(tái)輔機(jī)驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)。是國(guó)際上技術(shù)更新?lián)Q代最快的領(lǐng)域。變頻技術(shù)在經(jīng)歷了早期電子管、晶閘管整流器（60年代）和集成電路技術(shù)（70年代）幾個(gè)階段后，從80年代至今一直沿用基于電力電子技術(shù)的功率集成電路技術(shù)，并隨著技術(shù)的進(jìn)步繼續(xù)發(fā)展[1]。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；恒壓供水；AT89C51單片機(jī)Abstract With the Progress development of social economic and the construct scale of city continuously enlarge，increasing of population and standard of living of people continuously improved，more and more demanding to quantity，quality and stability of water supply bring for ward in city. Build a conservationoriented society, rational development, utilization and effective protection of water resources conservation is a difficult task. Therefore, it is conducive to saving energy and Frequency Conversion Speed Adjusting Water Supply System has been more widely used. This paper discusses the frequency conversion speed adjusting water supply system and energysaving principle of speed control，and mainly describes the design and implementation approach of the frequency conversion speed adjusting water supply system. The proposed system design is based on the pany39。本文論述了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的調(diào)速原理及節(jié)能分析。翻譯英文文獻(xiàn)一篇。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）單片機(jī)控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) **燕 山 大 學(xué)2012年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）單片機(jī)控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 專 業(yè)：** 學(xué)生 姓名： ** 學(xué) 號(hào)：** 指導(dǎo)教師： ** 答辯 日期：2012年6月17日 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：電氣工程 學(xué)號(hào)***學(xué)生姓名**專 業(yè)班 級(jí)082題目題目名稱單片機(jī)控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)題目性質(zhì)：工程設(shè)計(jì) （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。參考資料何超．交流變頻調(diào)速技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 張迎新．單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)國(guó)防工業(yè)出版社，2003，恒壓供水控制相關(guān)文獻(xiàn)周 次1—4周5—8周9—12周13—16周17—18周應(yīng)完成的內(nèi)容查閱相關(guān)的中文資料，熟悉控制方法的工作原理，翻譯一篇英文資料工作原理學(xué)習(xí)主電路的確定控制方案的確定，控制電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)撰寫論文，答辯指導(dǎo)教師：***職稱：講師 2011年12月 30日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。描述了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。s AT89C51 based ATMEL, also described including the transducer and sensor control system including hardware, software control systems and the corresponding. Give full play to the single chip low cost, ease of use.Keywords: frequency control。而變頻調(diào)速技術(shù)就是在變頻的基礎(chǔ)上調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的技術(shù)，其基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。是高科技領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。一個(gè)大型電廠，其輔機(jī)電動(dòng)機(jī)多達(dá)250臺(tái)左右。近幾年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。供水質(zhì)量的好壞直接影響著人民的生活水平和企業(yè)的生產(chǎn)效率。 傳統(tǒng)供水方式 這種供水方式，水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。這種供水壓力比較恒定，且有貯水。另外這種供水方式的水質(zhì)容易受到污染，系統(tǒng)的開、停，將完全由人操作，這將會(huì)出現(xiàn)能量的嚴(yán)重浪費(fèi)和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。但缺點(diǎn)是需要壓力罐，其體積大、投資大，又因其壓力變化快、運(yùn)行效率低，因此電能消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高[6]。 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn) a. 節(jié)能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%~40%，能實(shí)現(xiàn)綠色省電。 e. 由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病。 供水系統(tǒng)的特性和工作點(diǎn) 1．揚(yáng)程特性 以管路中的閥門開度不變?yōu)榍疤?，表明在某一轉(zhuǎn)速下，全揚(yáng)程HT與流量Q間關(guān)系的曲線HT=f(Q)，稱為揚(yáng)程特性曲線，如圖11中的曲線①所示。 3．供水系統(tǒng)的工作點(diǎn) 揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖11中的N點(diǎn)在這一點(diǎn)，供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性。 二、調(diào)節(jié)流量的方法與比較 在供水系統(tǒng)中，最根本的控制對(duì)象是流量。閥門控制法的實(shí)質(zhì)是水泵本身的供水能力不變，而是通過(guò)改變水路中的阻力大小來(lái)強(qiáng)行改變流量，以適應(yīng)用戶對(duì)流量的需求。轉(zhuǎn)速控制法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變水泵的供水能力來(lái)適應(yīng)用戶對(duì)流量的需求。圖12調(diào)節(jié)流量的方法與比較Figure11 Methodb and parison of the regulation flow3．兩種方法的比較 比較上述兩種調(diào)節(jié)流量的方法可以看出，在所需流量小于額定流量（QX＜100%QN）的情況下，轉(zhuǎn)速控制時(shí)的揚(yáng)程比閥門控制時(shí)小得多，所以轉(zhuǎn)速控制方式所需的供水功率也比閥門控制方式小得多。在轉(zhuǎn)速控制方式時(shí)，由于在閥門開度不變的情況下，流量Q*和轉(zhuǎn)速n*是成正比的，比值Q*/n*不變。 5．從電動(dòng)機(jī)的效率看節(jié)能 在設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí)，由于：①對(duì)用戶的管路情況無(wú)法預(yù)測(cè)；②管阻特性難以準(zhǔn)確計(jì)算；③必須對(duì)用戶的需求留有足夠的余地。由于電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，變頻器具有能夠根據(jù)負(fù)載輕重調(diào)整輸入電壓的功能，從而提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。由于這一范圍的用戶群十分龐大，所以是目前國(guó)內(nèi)研究和推廣最多的方式。 (3)大型供水廠的變頻恒壓供水系統(tǒng) 這類變頻供水系統(tǒng)用于大中城市的主力供水廠，特點(diǎn)是功率大、機(jī)組多、多數(shù)采用高壓變頻系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)電機(jī)的總裝機(jī)容量己達(dá)4億千瓦，年耗電量約占全國(guó)用電量的60%，但我國(guó)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能源利用率卻非常低，基本上要比國(guó)外平均水平低20%，70%的電機(jī)只相當(dāng)于國(guó)際20世紀(jì)50年代的技術(shù)水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能效比國(guó)外低20%左右，電能浪費(fèi)十分嚴(yán)重。 要解決生產(chǎn)過(guò)程中能耗高的問(wèn)題，除其它相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題需要改進(jìn)外，變頻調(diào)速技術(shù)已成為節(jié)能及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施，其重要性日益得到了國(guó)家的重視，在國(guó)內(nèi)推廣變調(diào)速技術(shù)有著非常重大的現(xiàn)實(shí)意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值。電力電子器件最初是普通晶閘管，它主要是電流控制型開關(guān)器件。電力電子器件發(fā)展逐步把控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)等功能集成化起來(lái)，出現(xiàn)了智能化功率集成電路(IGBT)。這無(wú)疑將推動(dòng)交流變頻調(diào)速技術(shù)向新的方向發(fā)展。 本文主要研究?jī)?nèi)容 本文主要論述了變頻調(diào)速的基本原理及單片機(jī)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。 單片機(jī)不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有12部單片機(jī)。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到。 單片機(jī)控制系統(tǒng)因其體積小，成本低，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，正逐漸取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，其控制過(guò)程可以以軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。該機(jī)有兩塊集成電路芯片組成,結(jié)構(gòu)奇特,具有與眾不同的指令系統(tǒng),深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。在這個(gè)時(shí)期生產(chǎn)的單片機(jī)特點(diǎn)是,制造工藝落后和集成度低,而且采用了雙片形。 第三代單片機(jī)(19791982):,不僅存儲(chǔ)量和尋址范圍大,而且中斷源,并行I/O口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全雙工穿行通信接口電路。第四代單片機(jī)(1983年以后):這是十六位單片機(jī)和八位高性能單片機(jī)并行發(fā)展的