【正文】 電相比電流要大，所以選擇變頻器電流或功率要比電動機(jī)電流或功率大一個(gè)等級，一般為:Pnv≥ (33)式中：應(yīng)保持在無故障需要著重指出的是，確定變頻器容量前應(yīng)仔細(xì)了解設(shè)備的工藝情況及電動機(jī)參數(shù)，例如潛水電泵、繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)額定電流要大于普通鼠負(fù)載電流不超過變頻器額定電流電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。大多數(shù)變頻器容量可從三個(gè)角度表述:額定電流、可用電動機(jī)功率和額定容量。對于風(fēng)機(jī)、泵類等平方轉(zhuǎn)矩(TL∝n2)，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。能型變頻器。其總的原則是首先保證可靠地實(shí)現(xiàn)工藝要求，再盡可能節(jié)省資金。近年發(fā)展起來的直接轉(zhuǎn)矩控制采用滯環(huán)比較控制電壓矢量，使得磁通、轉(zhuǎn)矩跟蹤給定值，系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能，在電氣機(jī)車、交流伺服系統(tǒng)中展現(xiàn)良好的應(yīng)用前景[8]。如果能對電動機(jī)參數(shù)(主要是轉(zhuǎn)子電阻R2)進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識，則可隨時(shí)修改系統(tǒng)參數(shù)。矢量控制技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，在異步電動機(jī)變頻調(diào)速中已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。當(dāng)進(jìn)行閉環(huán)控制時(shí)，可以很方便地構(gòu)成速度、電流雙閉環(huán)控制，系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能。；兩套繞組在電氣上也是分開的，分別由不同電源供電。直流電動機(jī)具有兩套繞組，勵(lì)磁繞組和電樞繞組。2） 矢量控制簡介。因此，在改變電動機(jī)頻率時(shí)應(yīng)對電動機(jī)的電壓或電動勢進(jìn)行控制，以維持電動機(jī)的磁通恒定。磁通出現(xiàn)飽和后將會造成電動機(jī)中流過很大的勵(lì)磁電流，增加電動機(jī)的銅損耗和鐵損耗。例如當(dāng)電動機(jī)的頻率降低時(shí)，若繼續(xù)保持電動機(jī)的端電壓不變，即繼續(xù)保持電動機(jī)感應(yīng)電動勢E不變，那么，電動機(jī)的磁通Фm將增大。電動機(jī)端電壓和感應(yīng)電動勢的關(guān)系式為： Ul＝E1+(r1+jx1)I1， (32)在電動機(jī)額定運(yùn)行情況下，電動機(jī)定子電阻和漏電抗的壓降較小，電動機(jī)的端電壓和電動機(jī)的感應(yīng)電動勢近似相等。保持V/f恒定控制是異步電動機(jī)變頻調(diào)速最基本的控制方式，它在控制電動機(jī)的電源頻率變化的同時(shí)控制變頻器的輸出電壓，并使兩者之比為恒定，從而使電動機(jī)的磁通基本保持恒定。當(dāng)電動機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略低于電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即存在轉(zhuǎn)差。另外，空調(diào)等家用電器也多采用此控制方式的變頻器。因?yàn)槭强刂齐妷海╒oltage）與頻率 (Frequency)的比，稱為V/f恒定控制。1) V/f恒定控制簡介。[6] 恒壓恒頻時(shí)異步電機(jī)的機(jī)械特性 變頻器的控制方式目前變頻器對電動機(jī)的控制方式大體可分為：V/f恒定控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、非線性控制、自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、智能控制等。當(dāng)s接近于1時(shí)，可忽略分母中的，則，s接近于1時(shí)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，這時(shí)，是對稱于原點(diǎn)的一段雙曲線。因此，高性能的矢量控制變頻器與變頻器專用電動機(jī)的組合在控制性能方面可以達(dá)到和超過高精度直流伺服電動機(jī)的控制性能。一般來說，通用型變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1:10以上，而高性能的矢量控制變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1:1000。在采用了變頻器的交流拖動系統(tǒng)中，異步電動機(jī)的調(diào)速控制是通過改變變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)的。對電動機(jī)的調(diào)速范圍和精度要求不高，通常采用在價(jià)格方面比較經(jīng)濟(jì)的通用型變頻器。與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的交流拖動系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動機(jī)存在以下缺點(diǎn)：（1）需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短；（2）由于直流電動機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動機(jī)。 系統(tǒng)控制原理圖 變頻調(diào)速 變頻器簡介直流電動機(jī)拖動和交流電動機(jī)拖動先后誕生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動力機(jī)械的主要驅(qū)動裝置。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖該系統(tǒng)采用壓力反饋的單閉環(huán)控制，通過對出水口壓力采樣反饋與壓力給定值做比較，計(jì)算出e（k）。在此范圍內(nèi)，電動機(jī)的負(fù)載率在50%~100%范圍內(nèi)變化，電動機(jī)的效率基本上都在高效區(qū)?？疾焖玫男是€，水泵轉(zhuǎn)速的工況調(diào)節(jié)必須限制在一定范圍之內(nèi)，也就是不要使變頻器效率降得過低，避免水泵在低效率段運(yùn)行。 變頻調(diào)速恒壓供水單臺水泵工況調(diào)節(jié)圖求出運(yùn)行在B點(diǎn)的泵的軸功率 PB=kQBHB運(yùn)行在C點(diǎn)泵的軸功率 PC=kQCHC兩者之差： pj=j2gA2Q2也就是說，采用閥門控制流量時(shí)有ΔV的功率被白白浪費(fèi)了，而且損耗閥門的關(guān)小而增加。在常規(guī)供水系統(tǒng)中，采用閥門控制流量，需要減少流量時(shí)關(guān)小閥門，揚(yáng)程從H0上升到H1，流量從Q0減少到Q1。由式（）可知管路水力損失與流量的平方成正比。hs=LQ2+1gAQ2=SQ2 （）式中S被稱為管路阻力系數(shù)。由流體力學(xué)知：管網(wǎng)壓力P、流量Q和功率N的關(guān)系為：N=PQ由功率與水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速成三次方正比關(guān)系，基于轉(zhuǎn)速控制比，基于流量控制可以大幅度降低軸頻率。目前水泵電機(jī)絕大部分是三相交流異步電動機(jī)，根據(jù)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性，電機(jī)的轉(zhuǎn)速n為：n=120(1s)/p （）式中s為電機(jī)的轉(zhuǎn)差率（s=），p為電機(jī)極對數(shù)，f為定子供電頻率。采用變頻恒壓供水系統(tǒng)除可節(jié)能外，還可以使水泵組啟動，降低了起動電流，避免了對供電系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，提高了供水供電的安全可靠性。根據(jù)以上分析表明，選擇供水管網(wǎng)最不利點(diǎn)允許的最低壓力為控制參數(shù)，通過壓力傳感器以獲得壓力信號，組成閉環(huán)壓力自控調(diào)速系統(tǒng)，以使水泵的轉(zhuǎn)速保持與調(diào)速裝置所設(shè)定的控制壓力相匹配，使調(diào)速技術(shù)和自控技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到最佳節(jié)能效果。此方案與泵出口恒壓松散水相比，其能耗下降了h1.根據(jù)水泵相似原理：Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)*2 P1/P2=(n1/n2)*3式中，Q、H、P、n分別為泵流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速。而管路的特性曲線將向上平移到A1，兩線交點(diǎn)e即為此時(shí)的工況點(diǎn)，這樣，在水量減少到Q1時(shí)，將導(dǎo)致管網(wǎng)不利點(diǎn)水壓升高到H0﹥H1，則H1即為水泵的能量浪費(fèi)。所以其工況點(diǎn)是在H上平移。(2)水泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)，靠泵的出口壓力恒定來控制；此時(shí)，當(dāng)用水量由Qmax下降時(shí)，控制系統(tǒng)降低水泵轉(zhuǎn)速來改變其特性。當(dāng)用水量從Qmax減少到Q1的過程中，采用不同的控制方案，其水泵的能耗也不同。，n為水泵特性曲線，A管路特性曲線，H0為管網(wǎng)末端的服務(wù)壓力，H1為泵出口壓力。2 變調(diào)速系統(tǒng)能耗分析 供水系統(tǒng)分析水泵機(jī)組應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。由于用水有著季節(jié)和時(shí)段的明顯變化，日常供水運(yùn)行控制就常采用水泵的運(yùn)行方式調(diào)整加上出口閥開度調(diào)節(jié)供水的水量水壓，大量能量因消耗在出口閥而浪費(fèi)，而且存在著水池“二次污染”的問題[4]。長期以來區(qū)域的供水系統(tǒng)都是由市政管網(wǎng)經(jīng)過二次加壓和水塔或天而水池來滿足用戶對供水壓力的要求。因此擬用單片機(jī)來完成人工參數(shù)試湊的過程來整定參數(shù)。[3]而在本科所學(xué)的方法中都要求控制對象明確才能計(jì)算控制器參數(shù)。作為變頻器（ABB ACS510）的給定，通過變頻器輸出調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)水壓，從而達(dá)到恒壓控制的目的。利用浩捷PTJ207壓力傳感器測量水管壓力，其輸出為數(shù)字量。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)。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。 (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。[2] 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)簡單。（5）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。（3）配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn)：（1）節(jié)能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%~40%，能實(shí)現(xiàn)綠色省電。采用變頻調(diào)速恒壓供水，利用反饋控制來進(jìn)行恒壓供水設(shè)計(jì)時(shí)還存在的問題有：由于供水系統(tǒng)的供水管道長、拐彎多, 難于確定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，同時(shí)操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所。深圳華為電氣公司和成都希望集團(tuán)也推出了恒壓供水專用變頻器()，無需外接PLC和PID可完成。[2]目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控