【正文】 越高， 了PLC 或PID，甚至將壓力傳感器也融入變頻組件 目前國內(nèi)有不少公司在從事進行變頻恒壓供水的研制推廣，國產(chǎn)變頻器主要 采用進口元件組裝或直接進口國外變頻器，結(jié)合PLC 或PID調(diào)節(jié)器實現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領域，國產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢占領了相當部分小容量變頻恒壓供水市場。這類變頻 器電機功率在135kV沐320kw之間，電網(wǎng)電壓通常為ZooV或380V。如利德福華的一些高壓供水變頻器在本文中，研究和設計的變頻器是以第二種應用范圍為基礎。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。，盡量使電 動機在額定負載下運行。飛為電動機的效率，即傳動效率.按上式求出的功率，所選電動機的額定功率應等于或稍大于計算所得的功率。所以，水泵的調(diào)節(jié)從原理上講是通過改變水泵的性能曲線或管網(wǎng)特性曲線或二者同時改變來實現(xiàn)的。因此，研究并改進它們的調(diào)節(jié)方式，是節(jié)能最有效的途徑和關鍵所在水泵的調(diào)節(jié)方式可分為恒速調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)。缺點是能量損失很大，目前正逐漸被其它調(diào)節(jié)方式所取代。成本高，通常適用大容量水泵，對中小供水廠的水泵通常不適用。因此，目前此種方法雖大量使用，但正逐步被新的流量調(diào)節(jié)方式取代從恒速調(diào)節(jié)的分析可以看出，由于恒速調(diào)節(jié)要不結(jié)構(gòu)復雜，要 被變速調(diào)節(jié)所取代.。一類是有級變速裝置，如齒輪變速等。 調(diào)速型液力禍合器用于葉片式水泵的變速調(diào)節(jié)時，主要具有以下優(yōu)點:可以輸出連續(xù)的、無級的、變化的轉(zhuǎn)速。 液力禍合器的缺點:在電動機額定轉(zhuǎn)速較低的場合，要求同樣的轉(zhuǎn)矩而采用 較小的轉(zhuǎn)速時，液力禍合器的工作腔直徑將加大，這不但增加了造價，而且還會使禍合器調(diào)速的延遲時間增加。電磁調(diào)速電動機的主要優(yōu)點是:可靠性高，只要把絕緣處理好，就能長期無檢修運行。調(diào)速時響應時間較長:噪聲較大。此外，變極電動機在變速時電力必須瞬間中斷，不能進行熱態(tài)變換，因此在變速時電動機有電流沖，則其切換裝置的安全可靠性尚需進一步完善提高?；谶@個原理，變頻調(diào)速就是用晶閘管等變流元件組成的變頻器作為變頻電源，通過改變電源頻率的辦法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。常見的方法有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。 (l)閥門控制法:即通過關小或開大閥門來調(diào)節(jié)流量，而轉(zhuǎn)速保持不變(通常為額定轉(zhuǎn)速)。揚程增加為H。據(jù)有關資料介紹，水泵工作效率相對值(1)水泵工作效率的近似計算公式的近似計算公式如(): (2)不同控制方式時的工作效率 由式(，當通過關小閥門來減小流 量時，由于轉(zhuǎn)速不變，n’=1，比值，可見，隨著流量的減小，水泵工作的效率降低十分明顯。因此，在決定額定揚程和額定流量時，通常裕量較大。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的另外一個方面. 圖 “兩種常見調(diào)速方式效率曲線”為典型的液力偶合器和常見變頻器的 效率一轉(zhuǎn)速曲線，隨著輸出轉(zhuǎn)速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低 (例 如:，75%，20%轉(zhuǎn)速時效率約019)，而 變頻器在輸出轉(zhuǎn)速下降時效率仍然較高 (例如:額定轉(zhuǎn)速時效率住97，增長了5%以上，20%)。水的流量從零猛增到額定流量。此外，水錘效應也可能破壞閥門和固定件。圖中，曲線1是異步電動機的機械特性，曲線2是水泵的機械特性，陰影部分是動態(tài)轉(zhuǎn)矩T (即兩者之差).“可知，水泵在直接啟動過程中，拖動系統(tǒng)動態(tài)轉(zhuǎn)矩寫的大小如陰影部分所示，是很大的。 。 本章分析了供水系統(tǒng)的基本特性。根據(jù)系統(tǒng)的設計任務要求，有以下幾種方案可供選擇。 這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性能價格比，但開發(fā)周期長，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場調(diào)試的靈活性差，同時變頻器在運行時，將產(chǎn)生干擾，變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應的抗干擾措施來保證系統(tǒng)的可靠性。通用性強，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種 規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。通過變頻恒壓供水系統(tǒng)我們可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測、控制系統(tǒng)、人機界面、通訊接口以及報警裝置等部分組成。另外為加強系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點壓力表進行檢測。控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實施保護控制，以防止水泵空抽而損壞電機和水泵。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力、液位、報警信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機構(gòu)(即水泵成行控制. (2)變頻器:的控制信號改變調(diào)速泵的運行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。 人機界面是人與機器進行信息交流的場所。同時通過通訊接口，還可以將現(xiàn)代先進的網(wǎng)絡技術應用到本系統(tǒng)中來，例如可以對系統(tǒng)進行遠程的診斷和維護等。由于全部變頻系統(tǒng)中，變頻器、控制器、電機均無備份設備，出現(xiàn)問題無法切換，故目前多適用于用水量不大，對供水的可靠性要求不高的場合。下面以單臺變頻器控制2臺水泵的方案來說明。 當用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則2號泵電機的轉(zhuǎn)速也增加，當變頻器增加到 最高輸出頻率時，表示只有1臺水泵工作已不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系 統(tǒng)的控制，2號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動1號泵電機，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4. 當控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4時，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設定頻率時，表示 只有1臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)供水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，2號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動1號泵電機，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4。 2臺水泵中，1臺是由變頻器供電的變速泵，另外 1臺為普通交流電壓供電的定速泵。此時又需要啟動1臺定速泵，由1臺變速泵與1臺定速泵同時工作，循環(huán)往復。按照先啟動先停 止，后啟動后停止的原則運行，使水泵能循環(huán)運行，通過可編程序控制器的編程， 使各臺水泵的運行概率相同，避免出現(xiàn)某臺水泵經(jīng)常工作，而其他水泵經(jīng)常停歇，甚至受潮和生銹的情況.. 1水壓控制流程 在變頻恒壓供水中，整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)要根據(jù)檢測到的輸入信號的狀態(tài)，按照系統(tǒng)的控制流程，通過變頻調(diào)速器和執(zhí)行元件對水泵組進行控制實現(xiàn)恒壓供水的目的。PD 的 。當正 在變頻狀態(tài)下運行的水泵電機要切換到工頻狀態(tài)下運行時，只能在50F吃時運行，由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機工作頻率的限制，50Hz成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。其實，在實際應用中，變頻器的輸出頻率是不可能降傳到OHz，因為當水泵機組運行，電機帶動水泵向管網(wǎng)供水時，由于管網(wǎng)中的水壓會反推水泵，給帶動水泵運行的電機一個反向的力矩，同時這個水壓也在一定程度上阻止源水池中的水進入管網(wǎng)，因此，當電機運行頻率下降到一個值時，水泵就己經(jīng)抽不出水了，實際的供水壓力也不會隨著電機頻率的下。在這種情況下，如果按照上面的判別條件，只要條件一滿足就進行機組切換，很可能由于新增加了一臺機組運行，供水壓力一下 就超過了設定壓力。這增加了機組切換的次數(shù)，使系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)之中。所以，在實際應用中，應當在確實需要機組進行切換的時候才進行機組的切換。 回滯環(huán)的應用提供了這樣一個保障，即如果切換的判別條件滿足，那就說明此時實際供水壓力在當前機組的運行狀況下滿足不了設定的要求。這兩種情況有一個共同的特點，即它們維持的時間短，只能夠使機組切換的判別條件在一個瞬間滿足。經(jīng)過上面的討論，將實際的機組切換的實際條件定為: 本章分析了變頻供水系統(tǒng)的控制方式和組成，并對每一個組成部分進行了系統(tǒng)的分 析和說明。1)電機及水泵搭配情況 樂山市第一水廠共有四臺電機水泵負責供水，其中一臺為備用機泵，日常供水主供機泵三臺，但同時最多只使用兩臺。 第一水廠供水量時變化系統(tǒng)較大，通常供水時，供水操作人員采用了以下方式進行水量控制: 1)在供水量為 100一600 立方米月、時。 根據(jù)第一水廠所供水范圍的高程和區(qū)域要求，第一水廠理想供水壓力值要求在。在供水電耗方面，第一水廠供水電機平均電耗在140kwjk時左右，隨著各季節(jié)流量的不同及電機搭配不同，電耗值上下浮動約10%。同時也有大量的國產(chǎn)品牌或合資品牌，如深圳的華為、四川的森蘭、成都的佳靈、南京的耐特和煙臺的惠豐等。 此外，由于恒壓供水，水錘效應大幅減少，也可以大大減少因管道爆裂所造成的停水事件。 (3)第一水廠變頻改造后，由于水廠本身的高濕高溫環(huán)境，因而需要對變頻器進行日常的維護與保養(yǎng)，增加了日常工作人員的負擔。因 此如果能滿足第一水廠供水要求，采用一拖二的方式更適宜于第一水廠。②適配電動機的額定功率。如12()倍的額定電流可持續(xù)lmin。 首先計算出負載電流，然后應考慮三個方面的因素:①用變頻器供電時，電動機電流的脈動相對工頻供電時要大些。 目前國內(nèi)不少變頻器均自帶PID控制器或采用Pl刀控制器整合方式，兩者均可以很好的實現(xiàn)壓力反饋控制。 (3)環(huán)境要求:由于第一水廠泵房溫度范圍在 10℃~40℃，濕度常年保持在在 50%以上，因此，對變頻器及控制電路要求較高的溫濕度要求，℃一50℃，濕度在30%~卯%溫度環(huán)境中要求變頻器能正常工作。 (7)尺寸要求:變頻器及控制電路的尺寸不宜過大，以方便安裝在空間較小的第一水廠送水泵房內(nèi)。連鎖功能由開關柜自身實現(xiàn)，在變頻器出現(xiàn)問題時，要求可以手工實現(xiàn)工頻凌頻轉(zhuǎn)換。同 樣，考慮到變頻器在送水泵房中長期運行可能造成的溫度過高，可以利用PLC 來判斷溫度報警信號并啟 動強制制冷風車，以確保系統(tǒng)的安全運行。P比 程序設計的主要任務是接受外部開關信號的輸入以及管網(wǎng)的壓力信號和水池水位信號，判斷當前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí) 行程序，由輸出信號去控制接觸器、繼電器和變頻器等器件，以完成相應的控制任務，除了PID運算，PLC主要控制任務就是輸出頻率的計算和工頻、變頻的切換。特別要注意的是，在中小供水廠有條件的情況下，除了通常的液位報警和過載報警等外，還應將流量儀、濁度儀、余氯儀等報警信號接入PLC，從而實現(xiàn)在供水廠出現(xiàn)流量嚴重異?；蛩|(zhì)事故事可以實現(xiàn)緊急停機。這樣每臺 水泵都在工頻和變頻之間切換，做到先開先停，后開后停。(2)啟動頻率:選定為SHz，即在SHz以下變頻器不輸出電壓，這時根據(jù)以前在第一水廠較長時間試用過的軟啟動器設定的啟動頻率來確定的。對第一水廠電機進行恒壓變頻改造進行了可