【正文】 安全、可靠和擴(kuò)展能力。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，在判別條件中加入延時(shí)的判斷就顯得尤為必要了。但這個(gè)判別條件的滿足也不能夠完全證明當(dāng)前確實(shí)需要進(jìn)行機(jī)組切換，因?yàn)橛袃煞N情況可能使判別條件的成立存在問題:實(shí)際供水壓力超調(diào)的影響。相應(yīng)的判別條件是通過對上面兩個(gè)判別條件的修改得到的，其實(shí)質(zhì)就是增加了回滯環(huán)的應(yīng)用和判別條件的延時(shí)成立。同時(shí)，在切換過程和變頻器從啟動(dòng)到穩(wěn)定的過程中，系統(tǒng)的供水情況是不穩(wěn)定的，實(shí)際供水壓力也會(huì)在很大的壓力范圍內(nèi)震蕩。并且使新投入運(yùn)行的機(jī)組幾乎在變頻器輸出頻率的下限運(yùn)行， 對供水作用很小。這個(gè)頻率遠(yuǎn)大于OHz，具體數(shù)值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場所有關(guān)，在變頻狀態(tài)下，水泵機(jī)組中電機(jī)的運(yùn)行頻率由變頻器的輸出頻率決定，這個(gè)下限頻率也就成為變頻器頻率調(diào)節(jié)的下限頻率。當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)到達(dá) 50比 時(shí)，即使實(shí)際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力，也不能夠再增加變頻器的輸出頻率了。 在上面的工作流程中，我們提到當(dāng)一臺(tái)調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時(shí)需要增加恒速水泵來滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的。這個(gè)控制過程是一個(gè)閉環(huán)過程，它的反饋信號是由壓力傳感器 產(chǎn)生的供水壓力，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是變頻器，通過控制系統(tǒng)將控制結(jié)果傳輸?shù)阶冾l器中，改造變頻器的輸出頻率，從而使供水壓力發(fā)生改變，完成整個(gè)控制過程。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，頻器供電的變速水泵總在工作，該水泵一旦出現(xiàn)故障將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的供水。當(dāng)系統(tǒng)用水量較小時(shí)，可以只用變頻器供電的變速泵，當(dāng)變頻器供電的頻率達(dá)到最大時(shí)，表明1臺(tái)水泵己不能滿足系統(tǒng)用水要求，此時(shí)需要啟動(dòng)1臺(tái)定速泵，由1臺(tái)變速泵與1臺(tái)定速泵同時(shí)工作。當(dāng)控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4時(shí)，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過控制系統(tǒng)的控制，可將2號泵電機(jī)停運(yùn)，1號泵電機(jī)仍由變頻器供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)又回到了狀態(tài)1。 控制系統(tǒng)的工作原理如下:根據(jù)系統(tǒng)用水量的變化，控制系統(tǒng)控制2臺(tái)水泵按1一2一 3一4一1的順序運(yùn)行，以保證正常供水。該控。 作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。通過人機(jī)界面，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。根據(jù)水泵機(jī)組中水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同，變頻器有如下兩種工作方式: 1)變頻循環(huán)式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)中脫出，將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)另一臺(tái)水泵電機(jī)。此信號來自在安裝于水源處(在樂山第一水廠設(shè)計(jì)中，為清水池水位)的液位傳感器。檢測結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入。.不執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng).通常這些水泵包括:(1)調(diào)速泵:是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定P比 的硬件配置和拍 的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過PC機(jī)來改變存貯器中的控制 程序，所以現(xiàn)場調(diào)試方便。該系統(tǒng)適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水中。(1)有供水基板的變頻器+水泵機(jī)組+壓力傳感器 這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，它將Pm調(diào)節(jié)器和P比 可編程控制器等硬件集成在 變頻器供水基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC 和PID等電控系統(tǒng)的功能。根據(jù)揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線可以看出用水流量和供水流量處于平衡狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，由于水泵平均轉(zhuǎn)速下降、工作過程中平均轉(zhuǎn)矩減小的原因，使:(1)葉片承受的應(yīng)力大為減小。所以，加速過程很快. 采用了變頻調(diào)速后，可以通過對升速時(shí)間的預(yù)置來延長啟動(dòng)過程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小。 在直接停機(jī)時(shí)，供水系統(tǒng)的水頭將克服電動(dòng)機(jī)的慣性而使系統(tǒng)急劇地停止。由于水具有動(dòng)量和不可壓縮性，因此，在極短時(shí)間內(nèi)流量的巨大變化將引起對管道的壓強(qiáng)過高或過低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象。 從曲線數(shù)據(jù)看，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時(shí)，液力偶合器的效率比變頻調(diào)速的效率下降快得多，因此變頻調(diào)速的低速特性比液力禍合器要好。所以，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，即使在用水流量的高峰期，電動(dòng)機(jī)也常常處于輕載狀態(tài)，其效率和功率因數(shù)都較低。 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。由式(26)知，供水功率Pa與面積。 閥門控制法的實(shí)質(zhì)是:水泵本身的供水能力不變，而是通過改變水路中的阻力大小來強(qiáng)行改變流量，以適應(yīng)用戶對流量的要求。供水系統(tǒng)中對水壓流量的控制，傳統(tǒng)上采用閥門調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。在對變速傳動(dòng)裝置和變電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行比較時(shí)，我們以兩者的代表，也是目前運(yùn)用最廣的兩種變速方式:液力禍合器調(diào)速和變頻器調(diào)速進(jìn)行對比，如表，從中可以看出，采用變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，具有較大的優(yōu)勢。因此，變極調(diào)速目前應(yīng)用較少。(2)變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由電機(jī)學(xué)得知，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n，與電源頻率fl、極對數(shù)p之間的關(guān)系式為: ，要實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，可以通過改變磁極對數(shù)p和改變電源頻率fl實(shí)現(xiàn)， 變極調(diào)速原理:異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，通常其轉(zhuǎn)差率5很小，知，在電源頻率fl不變的情況下，改變電動(dòng)機(jī)繞組的極對數(shù)，就可改變同步轉(zhuǎn)速n:從而改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速no 變極調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是:調(diào)速效率高，僅是因在設(shè)計(jì)變極電動(dòng)機(jī)時(shí)要兼顧不同轉(zhuǎn)速時(shí)的性能指標(biāo)，與普通的全速電動(dòng)機(jī)相比較，其效率和功率因數(shù)要稍低一些:調(diào)速控制設(shè)備簡單，僅用轉(zhuǎn)換開關(guān)或接觸器?？刂蒲b置的容量小。大功率的液力禍合器設(shè)備復(fù)雜?？梢云椒€(wěn)的啟動(dòng)、加速。另一類是無級變 速裝置，主要有液力禍合器、油膜轉(zhuǎn)差離合器、電磁轉(zhuǎn)差離合器等。 變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。(3)改變機(jī)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)改變機(jī)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)是根據(jù)不同的流量要求，采用不同數(shù)量和型號的機(jī)泵進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，:它不改變電機(jī)和水泵的電氣及機(jī)械 結(jié)構(gòu)，在水泵臺(tái)數(shù)眾多、搭配合理的情況下，可以達(dá)到較好的調(diào)節(jié)效果。(2)動(dòng)葉調(diào)節(jié)采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)的水泵，在泵的輪毅內(nèi)部安裝動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從而使動(dòng)葉調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)劃分如下: 目前常見的調(diào)節(jié)方法有節(jié)流調(diào)節(jié)、動(dòng)葉調(diào)節(jié)、改變泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)、液力禍合器調(diào)節(jié)、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的串極調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速等113]4l習(xí)。 水泵的調(diào)節(jié)方式與節(jié)能的關(guān)系非常密切，過去普遍采用改變閥門或擋板開度的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，即改變裝置管網(wǎng)的特性曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)。 水泵的調(diào)速運(yùn)行，是指水泵在運(yùn)行中根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的需要，人為的改變運(yùn)行工作狀況點(diǎn)(簡稱工況點(diǎn))的位置，使流量、揚(yáng)程、軸功率等運(yùn)行參數(shù)適應(yīng)新的工作狀況的需要。選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)如果電動(dòng)機(jī)功率選得過小，就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動(dòng)機(jī)長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動(dòng)機(jī)被燒毀。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。0)變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡單化方向發(fā)展在國內(nèi)外，專門針對供水的變頻器集成化越來越高，很多專用供水變頻器集成了PLC 或PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。受中小水廠規(guī)模和經(jīng)濟(jì)條件限制，目前主要采用國產(chǎn)通用的變頻恒壓供水變頻器。但在大功率大容量變頻器上，國產(chǎn)變頻器有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善r仆網(wǎng)。這類系統(tǒng)一般變頻器和控制器要求較 高，多數(shù)采用了國外進(jìn)口變頻器和控制系統(tǒng)。(2)國內(nèi)中小型供水廠變頻恒壓供水系統(tǒng) 這類變頻供水系統(tǒng)主要用于中小供水廠或大中城市的輔助供水廠。 目前國內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國產(chǎn)變頻器主要 采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國外變頻器，結(jié)合PLC或PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場。國外變頻供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主 要采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式。而變頻調(diào)速式的運(yùn)行十分穩(wěn)定可靠，沒有頻繁的啟動(dòng)現(xiàn)象，啟動(dòng)方式為軟啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機(jī)械沖擊，也沒有水塔供水所帶來的二次污染的危險(xiǎn)。而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時(shí)會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)還有可能造成水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。同時(shí)可達(dá)到良好的節(jié)能性，提高供水效率。導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問題(如圖 )。用水少而供水多，則供水壓力大。但供水機(jī)泵供水的同時(shí)，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機(jī)泵的效率、確保供水機(jī)泵的可靠穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，降低能耗，將具有重要經(jīng)濟(jì)意義。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中，基本上都是靠供水站的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來水流動(dòng)，把供水管網(wǎng)中的自來水送給用戶。衡量供水質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一是供水壓力是否恒定，因?yàn)樗畨汉愣ㄓ谀承┕I(yè)或特殊用戶是非常重要的，如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，因此用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，并且集中反映在供水的壓力上:用水多而供水少，則供水壓力低。目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流量這一最不利條件設(shè)計(jì)，水泵大多數(shù)時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行。利用變頻技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，在中小型供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，不僅能達(dá)到比較明顯的節(jié)能效果，提高供水企業(yè)的效率， 采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。目前國外的恒壓供水系統(tǒng)變頻器成熟可靠，恒壓控制技術(shù)先進(jìn)。 國外生產(chǎn)的變頻器，特別是供水廠用變頻器，相對于國產(chǎn)變頻器而言也高于國內(nèi)品。由于這一范圍的用戶群十分龐大，(森蘭變頻器)推出的恒壓供水專用變頻器()。(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(一般都大于 犯okw)、機(jī)組多、多數(shù)采用高壓變頻系統(tǒng)。以中小水廠供水環(huán)境來說，由于其包括了自來水生產(chǎn)系統(tǒng)，其溫濕度及腐蝕程度都大于常見小區(qū)和加壓泵站，在水泵組搭配上、需要處理的信號(如水質(zhì)信號停機(jī)管理)也多于小區(qū)供水系統(tǒng)，所以在部分條件復(fù)雜的中小水廠，采用通用的恒壓供水變頻系統(tǒng)并不能完全滿足實(shí)踐要求，現(xiàn)部分中小水廠已認(rèn)識到這一情況，并針對實(shí)際情況對變頻恒壓供水系統(tǒng)加以改進(jìn)和完善.0)變頻供水系統(tǒng)正在向集成化、維護(hù)操作簡單化方向發(fā)展在國內(nèi)，專門