【正文】 增減的控制根 據(jù)不同的情況有所不同，但多數(shù)采用頻率、頻率結(jié)合壓力的方法來實(shí)現(xiàn)。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。為了應(yīng)付這種事情的發(fā)生，在選用水泵時(shí)就應(yīng)考慮到用水系統(tǒng)管網(wǎng)的承受壓力，選用流量揚(yáng)程曲線平緩型的水泵，使管網(wǎng)能夠承受水泵全速運(yùn)行時(shí)的全揚(yáng)程水壓.當(dāng)由多臺(tái)水泵組成恒壓供水系統(tǒng)時(shí)，對于控制系統(tǒng)也有一定的要求，應(yīng)選用功能強(qiáng)大的控制器如Pm調(diào)節(jié)器及用可編程序控制器進(jìn)行控制。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)變頻器供電的頻率再次達(dá)到最大時(shí)，又表明1臺(tái)水泵已不能滿足系統(tǒng)用水要求。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。(3)單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵以及其他水泵 單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵以及其他水泵啟停的控制方案與控制方案2有許多相同之處，只是方案2中，變頻器可在水泵電機(jī)間輪換工作，而控制方案3則不同，變頻器只控制某1臺(tái)泵，不能去控制其它泵，其它泵工作在普通電源的控制，另外1臺(tái)由普通交流電源供電的恒壓供水系統(tǒng)來加以說明。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。當(dāng)用水量增加，變頻器 輸出頻率增加，則1號泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過控制系統(tǒng)，1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(dòng)2號泵電機(jī)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)2. 當(dāng)系統(tǒng)用水高峰過后，用水量減少時(shí)，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時(shí)，表示只有 1 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)，可將 1號泵電機(jī)停運(yùn)，2號泵電機(jī)仍由變頻器電源供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)3。 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。(2)單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵 利用單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵的控制方案適用于大多數(shù)供水系統(tǒng)，是目前應(yīng)用中比較先進(jìn)的一種方案。該控。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種，有1臺(tái)變頻器控制1臺(tái)水泵的簡單控制方案，也有1臺(tái)變頻器控制幾臺(tái)水泵的方案，下面將分別加以敘述.(l)單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵的控制方案在國內(nèi)通常是指是一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵。 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。 通訊接口是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，通過該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。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)。變頻器的電控設(shè)備它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組、手/自動(dòng)切換及就地/集中等工作。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)。 供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(P比 系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分: (1)供水控制器:它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。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。信號有效時(shí)。檢測結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入。此信號是模擬信號，讀入PLC時(shí)，需進(jìn)行 冉刃 轉(zhuǎn)換。.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。因此該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場合，并且與供水機(jī)組的容量大小無關(guān)。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。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。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。 (2)通用變頻器十單片機(jī)(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)十人機(jī)界面+壓力傳感器。(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。三 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及控制原理 從變頻恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、用恒壓控制單元使變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換，同時(shí)還要能對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。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。所以，采用了變頻調(diào)速以后，水泵的工作壽命將大大延長. 由于變頻恒壓供水基本上都采用了變頻啟動(dòng)，啟動(dòng)頻率低，啟動(dòng)電流小，因此，除了對供水機(jī)泵和供水管網(wǎng)有保護(hù)作用，對供水電機(jī)和電網(wǎng)也有良好的保護(hù)作用。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。在停機(jī)過程中，同樣可以通過對降速時(shí)間的預(yù)置來延長停機(jī)過程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小，從而徹底消除了水錘效應(yīng)。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。 產(chǎn)生水錘效應(yīng)的根本原因，過程中。 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。水錘效應(yīng)具有極大的破壞性:壓強(qiáng)過高，將引起管道的破裂，反之，壓強(qiáng)過低又會(huì)導(dǎo)致管道的癟塌。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。 異步電動(dòng)機(jī)在全電壓啟動(dòng)時(shí)，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時(shí)間只有在255。 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。由于電動(dòng)機(jī) 在低頻運(yùn)行時(shí)，變頻器具有能夠根據(jù)負(fù)載輕重調(diào)整輸入電壓的功能，從而提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。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。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)能效果的方面之一. 在設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí)，由于:(1)對用戶的管路情況無法預(yù)測:(2)管阻特性難 以精確計(jì)算:(3)必須對用戶的需求留有足夠的余地。 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。恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量，這就是恒壓供水所要達(dá)到的目的。由式(26)知，供水功率Pa與面積。 ，設(shè)用戶所需流量為Qx為額定流量的印喊即Qx=60%QN)，當(dāng)通過關(guān)小閥門來實(shí)現(xiàn)時(shí)，管阻特性將改變?yōu)榍€③，而揚(yáng)程特性則仍為曲線①，故供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)移至E點(diǎn)，這時(shí):流量減小為Q以=Qx)。 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。閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)正越來越多地取代高位水箱、水塔等設(shè)施及閥門調(diào)節(jié)。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)。因此，要討論節(jié)能問題，必須從考察調(diào)節(jié)流量的方法入手。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。因此，變極調(diào)速目前應(yīng)用較少。 變極調(diào)速的主要缺點(diǎn)是:有級調(diào)速，不能進(jìn)行連續(xù)調(diào)速。(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。 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是:存在轉(zhuǎn)差損失，尤其是對凡較低的電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較低?？刂蒲b置的容量小。2)電磁轉(zhuǎn)差離合器 電磁轉(zhuǎn)差離合器又稱電磁離合器、渦流聯(lián)軸器等。大功率的液力禍合器設(shè)備復(fù)雜。液力禍合器是無級調(diào)速，故便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，適用于各伺服系統(tǒng)控制:與閥門節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，節(jié)能效果顯著?？梢云椒€(wěn)的啟動(dòng)、加速。1)液力禍合器 水泵通過液力禍合器實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，從液力藕合器的特性來看，其調(diào)節(jié)效率等于轉(zhuǎn)速比，故當(dāng)調(diào)節(jié)量越大，其轉(zhuǎn)速比越低，傳動(dòng)效率也越低。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。變速傳動(dòng)裝置按其工作特性可分為兩類。 變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。電能損失較大。(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。缺點(diǎn)是:動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，控制自動(dòng)化程度低。(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)。節(jié)流調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)簡單、可靠、方便，且調(diào)節(jié)裝置的初投資很少，故以前 各種離心泵多采用這種調(diào)節(jié)方式。詳細(xì)