【正文】 ?????? (25) 式子中 s—— 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率， s=(N1N)/N1，一般小于 3%。水泵的軸功率與流量問的關(guān)系如圖 23 所示。所以，轉(zhuǎn)速控制方式與閥門控制方式相比，水泵的工作效率要大得多，這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié) 能效果的第 2個(gè)方面。水泵工作效率相對(duì)值 ?? 的近似計(jì)算公式為： 221 )()( ????? ?? nQCnQC? . （ 22） 式中： ?Q 和 ?n 分別為流量和轉(zhuǎn)速的相對(duì)值 (即實(shí)際值與額定值之比的百分?jǐn)?shù) )； C1和 C2為常數(shù)，由制造廠家提供。 以 用戶所需的流量從 QA 減小為 QB為例。這時(shí) 流量減小了，但揚(yáng)程卻從 HTA 增大到 HTB。通過分析水泵運(yùn)行工況改變時(shí)的節(jié)能原理和兩種節(jié)能調(diào)節(jié)的方法產(chǎn)生的效 果 證明，變頻調(diào)速節(jié)能方法節(jié)能效益可觀，是有效的減少能量消耗的方法。研究經(jīng)濟(jì)合理的高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法是當(dāng)今重大課題機(jī)和泵上的推廣應(yīng)用 。交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)業(yè)已廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)。而泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率幾乎不變，加之設(shè)計(jì)富余量較大，浪費(fèi)了大量電能，同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行效率不高。改革開放以來，很多國內(nèi)的企業(yè)與許多外國公司進(jìn)行貿(mào)易往來，進(jìn)口一些最先進(jìn)的產(chǎn)品來滿足了我國的生產(chǎn)和生活需要．目前，國內(nèi)許多合資公司結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)當(dāng)今國際上先進(jìn)的產(chǎn)品，并自己開發(fā)應(yīng)用軟件，為國內(nèi)外重大工程項(xiàng)目提供一流的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)．取得了很大的進(jìn)步對(duì)于大功率交流無換向器電機(jī) 的起來，目前國內(nèi)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r主要表現(xiàn)為： (1)整機(jī)技術(shù)落后，沒有形成一定的生產(chǎn)規(guī)模； (2)產(chǎn)銷量很少，且產(chǎn)品的可靠性和工藝水平都不高； (3)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)落后，特別是變頻器產(chǎn)品所用的半導(dǎo)體功率器件的制造業(yè)還幾乎處于空白階段． 國外交流變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展有以下特點(diǎn)： (1)市場(chǎng)需求量大。而實(shí)際工藝操作常有變動(dòng)，即要根據(jù)情況調(diào)節(jié)鹽水管路中的鹽水流量，調(diào)節(jié)過的泵的實(shí)際操作參數(shù)偏離其額定參數(shù)時(shí)，泵的工作效率將大大降低，而目前各個(gè)凍結(jié)站調(diào)節(jié)流量的減小往往都是通過關(guān)小泵出口閥來實(shí)現(xiàn)，這樣閥門處阻力加大，水力損失也隨之增大，不但縮短了泵的有效壽命也必然降低泵的總效率，由此而引起的電能損失也是相當(dāng)可觀。鹽水循環(huán)系統(tǒng)流程：鹽水在鹽水池中經(jīng)過 (液態(tài)氨變成氣態(tài)氨吸收熱量使鹽水降溫 )降溫，通過離心泵送入鹽水管路，進(jìn)入地溝槽的鹽水分配器。凍結(jié)基巖與砂層、粘土互層，具有代表性的是前蘇聯(lián)的雅科夫鐵礦 2 號(hào)井，凍結(jié)深度 620m；近十年來，我國凍結(jié)鑿井技術(shù)發(fā)展很快，打鉆、凍結(jié)、掘砌設(shè)備和施工過程檢測(cè)控制技術(shù)有較大的發(fā)展，基礎(chǔ)理論也得到了不斷的提高，基本上解決了 500m深以內(nèi)的沖積層鑿井問題。然后進(jìn)行井筒的開挖和襯砌。 變頻調(diào)速在當(dāng)代社會(huì)具有重要的意義，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)，（ 1）它采用變頻器控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障率，有顯著的節(jié)能效果。另外，許多生產(chǎn)單位在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇較大，系統(tǒng)匹配不合理，造成了大量的能源浪費(fèi)。s coal mines to freeze the station, and the use of professional skills mastered during the school pump flow design a PLC frequency control sensorbased closedloop speed control system Frequency control technology is a modern integrated electrical and puter control of advanced technology, widely used in the field of pump energy efficiency and constant pressure water control technology for the pump control system with speed performance, significant energy saving effect, run the process safe and reliable advantages. Vigorously promote energy conservation, promote the use of this set of modern and advanced power electronics technology and puter technology in one hightech energysaving devices for raising labor productivity, reduce energy consumption is of great practical significance. It can be said that the frequency conversion technology is a country wide application prospects of hightech. Inverter performance has been greatly enhanced due to the rapid development of electronic technology, it can achieve a soft start soft stop control equipment, not only can reduce equipment failure rates, can also significantly reduce power consumption, and ensure system security, stability, longterm operation。在大力提倡節(jié)約能源的今天，推廣使用這種集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高科技節(jié)能裝置，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。變頻調(diào)速技術(shù)用于水泵控制系統(tǒng)，具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運(yùn)行工藝安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：凍結(jié)站，變頻器，鹽水泵，變頻器，節(jié)能，閉環(huán)調(diào)速 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II COAL FREEZE STATION SALT WATER PUMPING FREQUENCY GOVERNORSYSTEM ABSTRACT In recent years, the development of AC variable speed very quickly, breaking the dominance of the DC drive speed field, AC Drive has entered the era of parable DC drive, to pete. This paper bines the status quo of China39。但目前各凍結(jié)施工單位根據(jù)凍結(jié)需要調(diào)節(jié)鹽水流量時(shí)，僅對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，水泵拖動(dòng)電機(jī)仍處于恒轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，大力推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，不僅是當(dāng)前煤礦節(jié)能 降耗的重要技術(shù)手段，而且也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的必然要求。隨著鹽水循環(huán)的進(jìn)行，凍結(jié)壁厚度逐漸增大，直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和強(qiáng)度為止（積極凍結(jié)）。凍結(jié)不穩(wěn)定的第三系和第四系地層，具有代 表性的是德國的 SophiaJacba 8 號(hào)井，凍結(jié)深度558m。氨循環(huán)系統(tǒng)流程：氣態(tài)氨經(jīng)低壓螺桿壓縮機(jī)壓縮一冷卻器降溫 (防止進(jìn)入高壓螺桿壓縮機(jī)時(shí)溫度過高 )一高壓螺桿安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壓縮機(jī)繼續(xù)增壓一冷凝器 (氣態(tài)氨 變成液態(tài)氨 )一熱虹吸儲(chǔ)液器一低壓調(diào)節(jié)站一汽化器(液態(tài)氨變成氣態(tài)氨吸收熱量使鹽水降溫 )一氣態(tài)氨被吸回低壓螺桿機(jī) (完成～個(gè)循環(huán) )。通常，現(xiàn)場(chǎng)所選離心泵的流量、揚(yáng)程可能會(huì)和管路中要求的不一致，由于泵選型時(shí)留有裕量，甚至泵的額定參數(shù)超過工藝參數(shù)的一倍以上。 我國還是一個(gè)發(fā)展中國家，目前自主研發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品只相當(dāng)于一些西方國家 80 年代的水平。電廠調(diào)峰時(shí)，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式通過改變調(diào)節(jié)閥和擋板的開度來調(diào)整通過泵與風(fēng)機(jī)的工質(zhì)流量。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和管理，提高設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性，節(jié)省寶貴的水、電資源，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。特別是電壓電動(dòng)機(jī)，容量大，節(jié)能效果更顯著?？梢姡?的調(diào)節(jié)方式與節(jié)能的關(guān)系非常密切。設(shè)用戶所需的流量從 QA 減小到 QB， 當(dāng)通過關(guān)小閥門來實(shí)現(xiàn)時(shí)，管阻特性將變?yōu)榍€③，而揚(yáng)程特性則仍為曲線①，系統(tǒng)工作點(diǎn)由 A 點(diǎn)移至 B 點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，揚(yáng)程特性將隨之改變，而管阻特性則不變。因此，上述水泵的工作效率 P? 實(shí)際上包含了水泵本身的效率和供水系統(tǒng)的效率?？梢?，采用轉(zhuǎn)速控制方式時(shí)，水泵的工作效率總是處于最佳狀態(tài)。綜合起來。而交流電的動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為 ??? 11 60f (24) 式子中 1? —— 同步轉(zhuǎn)速， n/min； 1f —— 釘子頻率， Hz； P—— 電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。為了不使電動(dòng)機(jī)因平率變化導(dǎo)致磁飽和而造成勵(lì)磁電流增大，引起功率因數(shù)和效率的降低，需對(duì)變頻器的電壓和頻率的比值進(jìn)行控制，是該比率保持不變，即恒壓頻比控制，以保持氣隙磁通為安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 額定值。 實(shí)用性強(qiáng) 采用變頻調(diào)速，可以實(shí)現(xiàn)低速起動(dòng)，使起動(dòng)電流低于額定電流，避免起動(dòng)力矩對(duì)電機(jī)造成的沖擊損傷，不僅延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命，而且無震動(dòng)、無噪音。由電磁流量計(jì)監(jiān)測(cè)鹽水通過上位機(jī)對(duì)變頻器的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)管路中的實(shí)時(shí)流量值，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的420mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)后，傳送給變頻器；變頻器接收到信號(hào)后，通過內(nèi)置的比較器與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較并求算出偏差信號(hào)，再通過 PID 環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲱l率信號(hào)后，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 傳送給變頻器主電路，控 制電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的閉環(huán)控制。 （ 3）按泵體形式分類：蝸殼泵 筒行泵 。 對(duì) 多 級(jí) 泵 標(biāo) 出 的 是 單 極楊 程 ， 對(duì) 老 產(chǎn) 品 標(biāo) 出 的 是 比 轉(zhuǎn) 速 n 被 1 0 除 后 的整 數(shù)漢 語 拼 音 標(biāo) 出 泵 的 基 本 型 式泵 的 吸 入 口 直 徑 ， 新 產(chǎn) 品 標(biāo) 出 毫 米 數(shù) ， 老 產(chǎn)品 標(biāo) 出 英 寸 數(shù) 圖 31 離水泵的命名 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 斯托道拉公式 ： g uc tgucH Art22222 )1( ??? (32) 14Sh9A 型水泵介紹 SH 型是單級(jí)雙吸 、臥式 中開離心泵 。泵體與泵蓋構(gòu)成葉輪的工作室，在進(jìn)、出水法蘭上制有安裝真空表和壓力表的管螺孔。 泵軸由兩個(gè)單列向心球軸承支承，軸承裝在泵體兩端的軸承體 內(nèi)，用黃油潤滑，雙吸密封環(huán)用以減少水泵壓水室的水漏回吸水室。 電動(dòng)運(yùn)行時(shí) n 恒不等于 n0(異步 )且 nn0建立轉(zhuǎn)矩的電流由感應(yīng)產(chǎn)生。核算最大設(shè)計(jì)揚(yáng)程和最小設(shè)計(jì)揚(yáng)程是否超出工作范圍。 （ 2）交一直一交變頻器先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。 目前迅速地普及應(yīng)用的主要是這一種。 逆變電路采用 PWM控制方式，即對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，應(yīng)用面積等效原理，將所需要 的波形等效為一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖波形。 (1) 加減速時(shí)間 加速時(shí)間就是輸出頻率從 0 上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從 最大頻率下降到 0 所需時(shí)間。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如選擇不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)低速時(shí)的輸出電壓過高，而浪費(fèi)電能的現(xiàn)象，甚至還會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)電流大，而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。如在調(diào)試中當(dāng)頻率設(shè)定信號(hào)為 0%時(shí)，變頻器輸出頻率不為 0Hz，而為xHz，則此時(shí)將偏置頻率設(shè)定為負(fù)的 xHz 即可使變頻器輸出頻率為 0Hz。三墾通用變頻器到目前為止已歷經(jīng)了五次更新?lián)Q代：第一代 SVS、SVF 系列采用大功率晶體管逆變器 (GTR)和正弦波脈寬調(diào)制 (SPWM)控制技術(shù)；第二代MS、 MF 系列采用 16 位微機(jī)處理控制的電壓矢量控制技術(shù)，面板采用了全數(shù)字控制；第三代 LS、 LF 系列采用高速開關(guān)器件絕緣柵雙極性晶體管 IGBT、高性能準(zhǔn) 32 位微機(jī)安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 處理器及大規(guī)模集成晶片 (LIS)，并運(yùn)用三墾電氣株式會(huì)社獨(dú)特的高頻載波 SPWM 控制方式，變頻調(diào)速范圍為 ，控制功能已擴(kuò)展到近 200 項(xiàng)，其中包括可以實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行、內(nèi)置 PID 控制功能、節(jié)電控制和變頻控制自動(dòng)切換、與計(jì)算器實(shí)現(xiàn)串行通信，最多控制 32 臺(tái) 變頻器運(yùn)行；第四代 IHE/IPF 變頻器是以矢量控制理論為基礎(chǔ)的無速度傳感器控制高性能通用變頻器，采用了內(nèi)含 IGBT 的智能功率模塊 IPM 及 32 位微機(jī)處理器，使變頻器的低速性能大幅提高，最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到 150％額定轉(zhuǎn)矩，在 100％負(fù)載轉(zhuǎn)矩內(nèi)，其速度控制精度小于 177。 可編程控制器（ PLC） 可編程控制器 的作用 可編程序控制器是計(jì)算機(jī)家族中的一員 ,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的 ， 是一種安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專