【正文】 ，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。接觸器 KM1， KM3， KM5分別控制電機(jī) M1， M2， M3的 工 頻運(yùn)行 。h 電能 元計(jì)算，每 年可節(jié)約 萬(wàn)元。 我國(guó)國(guó)家科委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》中把泵和風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)列為國(guó)家九五計(jì)劃重點(diǎn)推 廣節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目。 共 35 頁(yè) 第 10 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 可行性分析，節(jié)電分析 在城市配水管網(wǎng)的壓力經(jīng)常或周期性的室內(nèi)所需要的供水壓力 ， 室內(nèi)用水量較大且不均勻時(shí)， 供水不足或過剩的情況時(shí)有發(fā)生。當(dāng)?shù)诙_(tái)變頻泵再次達(dá)到工頻運(yùn)行時(shí)，第三臺(tái)備用泵變頻啟動(dòng)。 而恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化的，那么這就是要用變頻器為水泵電機(jī)供電。 變頻恒壓調(diào)速在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 自從變頻調(diào)速技術(shù)成熟發(fā)展以來(lái)在供水系統(tǒng)中也得到了很好的應(yīng)用， 恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 共 35 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 系統(tǒng)組成及可行性分析 變頻調(diào)速的基本原理 三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值為 mfNkwE ?? 111 ，上式中， kw1 為定子繞組系數(shù)，f 為定子電流頻率， 1N 為定子每相繞組匝數(shù)， m? 為每極最大主磁通。 恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度 ，節(jié)能 等方面這些優(yōu)越性，引起國(guó)內(nèi)幾乎所有供水設(shè)備廠家的高度重視，并不斷投入開發(fā)、生產(chǎn)這一高新技術(shù)產(chǎn)品。 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展 變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是根據(jù)用水量的多少，自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)向用戶恒壓供水，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 節(jié)約用水， 供水的系統(tǒng)，常常由于夜間用水少，管道內(nèi)的壓力往往比白天高，水壓越高，管件越容易損壞，造成跑、冒、滴、漏，多次發(fā)生夜間崩管事故。 ⑴水箱 / 水塔供水 系統(tǒng)用水由水箱 / 水塔直接供應(yīng)，即為重力供水。 本系統(tǒng)研究了變頻調(diào)速技術(shù)在民用建筑供水系統(tǒng)中的應(yīng)用，采用繼電接觸式控制系統(tǒng)和變頻器作為主控單元，配合接觸器， PID 調(diào)節(jié)器，壓力傳感器，干簧管等構(gòu)成了變頻供水的智能控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：繼電 器， 接觸器 ， 變頻調(diào)速 ， 恒壓供水 共 35 頁(yè) 第 2 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ABSTRACT The water supply project often bees one of most important infrastructures in the highrise construction or the Industrial and mining establishment and the Small businesses. Providing the enough water volume at any time, the steady hydraulic pressure, the qualified water quality is the essential requirements which proposed to the aqueous system. This system has studied the frequency conversion velocity modulation technology in the civil construction water supply system39。在大型建筑中即使如此，還常常不能滿足最不利供水點(diǎn)的供水要求，同時(shí)由于其存水量較大，在屋頂形成很大的負(fù)重，增加了結(jié)構(gòu)的承重和占用 樓層的建筑面積，也妨礙美觀。 對(duì)于電機(jī)和水泵來(lái)說(shuō)，由于起動(dòng)過程平緩，可運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，不再產(chǎn)生 “憋泵 ”現(xiàn)象，運(yùn)行損耗小，發(fā)熱大為降低，從而延長(zhǎng)了使用壽命。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 3 本課題所需工作 ： 本設(shè)計(jì)就是一針對(duì)一個(gè)建筑 物 的供水系統(tǒng) ， 采用 變頻器、 PID 調(diào)節(jié)器、單片機(jī)、 繼電器等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。 若頻率 上升，則磁通降低，電磁轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)的過載能力下降 。 ⑶ 中央空調(diào)系統(tǒng)。 如 下 圖為恒壓供水構(gòu)成示意圖 圖中壓力傳感器用于檢測(cè)管網(wǎng)中的水壓，常裝設(shè)在泵站的出水口 ，變頻恒壓供水系統(tǒng) 壓力傳感器，把水壓轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA 的模擬信號(hào)，通過 PID 調(diào)節(jié)器送入變頻器 ，來(lái)改變電動(dòng)水泵轉(zhuǎn)速。 用三臺(tái)水泵供水 。若能保持供水的壓力恒定，可使供水和用水之間保持平衡，從而提高供水的質(zhì)量。 一般的說(shuō)，變頻調(diào)速恒壓供水方式用于生活供水，節(jié)電效率很高，可達(dá) 50% ，用于工業(yè)供水則在 30% ～ 40% 之間。我公司主要采用國(guó)際知名品牌變頻器和單片計(jì)算機(jī)為產(chǎn)品配套，生產(chǎn)中嚴(yán)格按照 ISO9001:2020規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，整套設(shè)備主要部件使用壽命一般在 10 年以上 .。 QF1， QF2， QF3， QF4分別為三臺(tái)水泵電機(jī)和變頻器 的低壓斷路器。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)字化信 息的依賴越來(lái)越強(qiáng)。如 TI 公司的 MCS320F240 等 DSP 芯片，以其較高的性能價(jià)格比成為了全數(shù)字化交流調(diào)速系統(tǒng)的首選。手動(dòng)狀態(tài)下每個(gè)電機(jī)設(shè)置一啟動(dòng)按鈕，一停機(jī)按鈕自由控制電動(dòng)機(jī)的起停，每一臺(tái)電機(jī)工頻變頻之間有互鎖。 工頻變頻切換與變頻器工作的時(shí)序的關(guān)系 為了避免變頻器在沒有負(fù)載時(shí)依然有輸出，在變 頻和工頻的切換過程中，變頻器可以在適合的時(shí)候關(guān)閉，所用變頻器有一個(gè) 端子由繼電器的常開觸點(diǎn)控制，比如從一號(hào)機(jī)的變頻傳工頻再切換二號(hào)機(jī)的變頻時(shí)，要求先斷開接觸器常閉觸點(diǎn)，關(guān)閉變頻器輸出，然后通過 KM1斷開一號(hào)電機(jī)的變頻，接通 KM2 啟動(dòng)工頻，再接通二號(hào)機(jī)的變頻，最后才閉合變頻器上的常閉觸點(diǎn)再次啟動(dòng)變頻器，實(shí)現(xiàn)了無(wú)擾切換。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 PID 控制技術(shù)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入 “ 積分項(xiàng) ” 。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入 “ 比例 ” 項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是 “ 微分項(xiàng) ” ，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被 控量的嚴(yán)重超調(diào)。 en: 在第 n采樣時(shí)刻的偏差值 。 en: 在第 n采樣時(shí)刻的偏差值 。 :第 n采樣時(shí)刻的微分項(xiàng)值 。 MX: 第 n1采樣時(shí)刻的積分項(xiàng) (積分項(xiàng)前值 )。 變頻供水模式通常叫做恒壓變量循環(huán)狀啟動(dòng)并先開先停工作模式。停機(jī)時(shí)按停機(jī)泵，各臺(tái)泵之間沒有互鎖，由值班人員自由控制起停 自動(dòng)運(yùn)行 ⑴壓力信號(hào)與頻率信號(hào)的關(guān)系 設(shè)置一個(gè)總開關(guān)，按下后先啟動(dòng)一號(hào)泵變頻，因?yàn)橹挥邢冗_(dá)到頻率上限才有可能達(dá)到壓力下限，若達(dá)到壓力下限頻率上限肯定就已經(jīng)滿足了，頻率上限是壓力下限的必要條件，所以由壓力下限信號(hào)控制泵啟動(dòng)即可。 ⑶停機(jī) 若供水量需求降低，管網(wǎng)壓力上升，頻率 下降，到達(dá)了壓力上限，需要停泵處理。 如圖 保護(hù)和報(bào)警系統(tǒng) ⑴主電路 三相總供電電路上設(shè)置一總空開，每一臺(tái)電機(jī)設(shè)一空開。 ⑶變頻器 ： 變頻器出故障的時(shí)候，在變頻器報(bào)警輸出口接報(bào) 警指示燈 ，將變頻器報(bào)警的常開觸點(diǎn)接到控制電路里去，若出現(xiàn)故障 會(huì)接通繼電器 KA7，會(huì)控制正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)停機(jī)。 要求的最大流量是 55立方米 /小時(shí)，揚(yáng)程 68 米 所需功率計(jì)算公式， tghvP /?? ， 其中 ? 為水的密度， g 為重力加速度， h 為揚(yáng)程， t 用來(lái)?yè)Q算單位， 1 小時(shí) =3600 秒。 由熱元件的額定電流調(diào)節(jié)范圍選定調(diào)節(jié)范圍在 1725A 之間的 JRS425 322 dR, 即額定工作電流為 25A 原件外形和尺寸如下 時(shí)間繼電器 GSTR1E 系列電子式時(shí)間繼電器是一種新穎的時(shí)間繼電器，它除了具有延時(shí)精度高，延時(shí)范圍寬等特點(diǎn)。 KA7 需要 3NO， 2NC，故選擇 JZC331E，然后再添加輔助觸頭 F302E（ 2 個(gè) NC）。 級(jí)間配合：（下級(jí)整定值大于上級(jí)整定值的 50%~60%，線路的過載保護(hù)一般作為下級(jí)線路過電流保護(hù)的后備保護(hù)） 所選斷路器高 402，寬 109，厚 142。該控制器基于我公司產(chǎn)品序列中的 XSC5 系列智能PID 調(diào)節(jié)儀，其操作、接線方式與 XSC5 兼容。適當(dāng)調(diào)整 限位環(huán)即可改變上下限干簧節(jié)點(diǎn)的距離，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同水位的自動(dòng)控制。目前， XSC9 系列 30 段可編程序控制器提供16080 ， 80160 ， 9696 ， 9648 ， 4896 五種尺寸，具有 3 點(diǎn)報(bào)警，多種輸入、輸出信號(hào)，可選變送、通訊、外供電功能。 最后選擇 SWPTX20 R1FA5E5R 陶瓷壓阻變送 器 ,測(cè)量范圍為 0~，工作電壓直流24V，選擇的調(diào)節(jié)器可以給壓力變送器提供工作電源。其中配電用斷路器在配電網(wǎng)絡(luò)中用來(lái)分配電能和線路及電源設(shè)備的過載，短路及欠電壓保護(hù)。 根據(jù)常開常閉觸點(diǎn)的數(shù)目選擇 KA1 到 KA3 需要 2NO,1NC； KA4 到 KA6 需要 1NO， 1NC； KA81 需要 NO； KA11 到 KA13 需要 1NO KA15 和 KA16 需要 2NO，故都選擇 JZC331E，三常開一常閉。 共 35 頁(yè) 第 23 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 水泵的負(fù)載屬于 AC3 類的負(fù)載， GSC30995 AC 接觸器較適合，它主要用于交流 50HZ，額定工作電壓至 660V，在 AC3 使用類別下額定工作電壓為 380V 時(shí)額定工作電流為 995A的電 路中，供遠(yuǎn)距離接通和分段電路及頻繁啟動(dòng)，控制交流電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)功率為 11KW，電 源供電為三相 380V，水泵專用變頻器，故查產(chǎn)品手冊(cè)選擇變頻器EDS20204T0110P/B,此變頻器具有外接頻率表顯示端口 D0，可以用接觸器來(lái)控制變頻器的起停，用 PWD 正轉(zhuǎn) /停止端口實(shí)現(xiàn)。 故障報(bào)警時(shí)，有操作人員按復(fù)位按鈕停掉報(bào)警鈴聲，打手動(dòng)檔，用非故障泵繼續(xù)進(jìn)行供水，并對(duì)故障泵進(jìn)行維修。 也有可能壓力上限來(lái)的時(shí)候并沒有達(dá)到最大的供水狀態(tài)，比如 M1 工頻， M2 變頻， KM2 共 35 頁(yè) 第 18 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊