【正文】 制法。1fNf圖中 ＞ ＞ ＞ ＞ 。2x算值。2139。1uf湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）8變頻調(diào)速方式時，電動機的機械特性表達式 ])()[(2/239。最常用的變頻器采取的是變壓變頻方式的，簡稱為 VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)。3．變頻調(diào)速通過調(diào)節(jié)電動機的電源頻率來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方式。雖然變轉(zhuǎn)差調(diào)速中的串級調(diào)速法能將增加部份的轉(zhuǎn)差功率通過整流、逆變裝置回饋給電網(wǎng)，但其功率因數(shù)較低，低速時過載能力低，還需一臺與電動機相匹配的變壓器，成本高，且增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗。電動機工作在額定狀態(tài)時，轉(zhuǎn)差率 很小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子銅損耗小，電機效率高。三相異步電動機的轉(zhuǎn)子銅損耗為 ()emCusPrIP?39。這種調(diào)速方式只適用于專門的變極電機，而且是有極調(diào)速，級差大，不適用于供水系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)。1．變極調(diào)速在電源頻率一定的情況下，改變電動機的磁極對數(shù)，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的改變。水泵通過聯(lián)軸器由三相異步電動機來拖動，因此水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，實質(zhì)就是需要調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速。這說明，通過恒壓供水就能保證供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量。G若供水能力 ＞用水需求 ，則壓力 上升；QU可見 ，流體壓力 的變化反映了供水能力與用水需求 之間的矛盾?？紤]到動態(tài)情況下，管道中水壓的大小是揚程大小的反映，而揚程與供水能力(由流量 表示 )和用水需求(由用水流量 表示)之間的平衡情況有關(guān)。所以，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對象。4．供水功率供水系統(tǒng)向用戶供水時所消耗的功率 （kW)稱為供水功率，供水功率與流量和揚GP程的乘積成正比 （）QHCrP?式中 一一比例常數(shù)。供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）63．供水系統(tǒng)的工作點揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統(tǒng)的工作點。表明了如果BTH?全揚程小于實際揚程的話，將不能供水。這里的 和 是為了便于說明供水能力和用水需求之間的平衡關(guān)系而假設(shè)的量。此時轉(zhuǎn)速一定，表明水泵供水能力不變，流量的大小取決于閥門的開度，即管阻的大小，是由供水側(cè)來決定的，故管阻特性的流量可以認為是供水流量，用 表示。不同閥門開度，管阻特性曲線不同，圖 中的曲)(QfHT?線③對應(yīng)閥門開度大于曲線④對應(yīng)的閥門開度。UQ用水量一定時，即 不變，轉(zhuǎn)速越低，水泵的供水能力越低，供水系統(tǒng)的全揚程U就越小。Nn1Nn1曲線表明轉(zhuǎn)速一定時，用水量增大，即流量增大，管道中的管阻損耗也就越大，供水系統(tǒng)的全揚程就越小，反映用戶的用水需求狀況對全揚程的影響的。 圖 供水系統(tǒng)特性曲線 1．揚程特性 以管路中的閥門開度不改變?yōu)榍疤幔唇孛娣e不變，水泵在某一轉(zhuǎn)速下，全揚程與流量間 的關(guān)系曲線 ，稱為揚程特性曲線。通過特性曲線圖可以掌握供水系統(tǒng)的性能，確定其工作點。但各參數(shù)之間不是靜止孤立的，相互間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律。其大小在靜態(tài)時主要取P決于管路的結(jié)構(gòu)和所處的位置，而在動態(tài)情況下，則還與流量與揚程之間的平衡情況有關(guān)。 , , 之間的關(guān)系LHBHTL是： = + 。T 30全揚程的大小說明了水泵的泵水能力。3h主要參數(shù)有：1．流量 單位時間內(nèi)流過管道內(nèi)某一截面的水流量，常用單位是 /min；Q 3m2．揚程 也稱水頭，是供水系統(tǒng)把水從一個位置上揚到另一位置時水位的變化H量，數(shù)值上等于對應(yīng)的水位差，常用單位是 m；3．實際揚程 供水系統(tǒng)中，實際的最高水位 與最低水位 之間的水位差，即B 2h1h供水系統(tǒng)實際提高的水位。在真實的管道系統(tǒng)中，這個位置并不存在。摩擦損失吸入口水壓全 揚 程實 際 揚 程)(mHB)(mHT泵H0H1H3H2水面L0圖 供水系統(tǒng)的基本模型a)全揚程的概念 b)基本模型湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）4圖中： —— 水泵中心位置； —— 吸水口水位； —— 水平面水位； —— 管0L0h1h2h道最高處水位； —— 在管道高度不受限制的情況下，水泵能夠泵水上揚的最高位置3h的水位。在討論變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能機理與安全性之前，有必要討論分析供水系統(tǒng)的一些基本概念和特性。基于恒壓、節(jié)能及安全性考慮，采取變頻調(diào)速恒壓供水方式是一種不錯的選擇。由此可見，變頻調(diào)速式供水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。變頻調(diào)速式的運行十分穩(wěn)定可靠，沒有頻繁的啟動現(xiàn)象，加之啟動方式為軟啟動，設(shè)備運行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機械沖擊。氣壓罐方式的運行不穩(wěn)定，突出表現(xiàn)在它的頻繁啟動。由此可見變頻調(diào)速供水方式比氣壓罐供水方式將節(jié)省大量占地面積。同時由于氣壓罐體積大，占地面積一般為幾十平米。另外氣壓罐要消耗一定的鋼量，這也是它的一個較大的缺點。同時水泵是工頻率啟動，且啟動頻繁，又會造成一定的能耗。氣壓罐方式依靠壓力罐中的壓縮空氣送水，氣壓罐配套水泵運行時，水泵在額定轉(zhuǎn)速、額定流量的條件下工作。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時將會造成能量的浪費，同時有可能使水管爆破和用水設(shè)備的損壞。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）2 實 現(xiàn) 恒 壓 自 動 控 制 ， 不 需 要 操 作 人 員 頻 繁 操 作 ， 降 低 了 人 員 的 勞 動 強 度 ， 節(jié)省 了 人 力 。 水 泵 電 動 機 采 用 軟 啟 動 方 式 ， 按 設(shè) 定 的 加 速 時 間 加 速 ， 避 免 電 動 機 啟 動 時的 電 流 沖 擊 ， 對 電 網(wǎng) 電 壓 造 成 波 動 的 影 響 ， 同 時 也 避 免 了 電 動 機 突 然 加 速 造 成 泵 系統(tǒng) 的 喘 振 ?！? 變 頻 恒 壓 供 水 系 統(tǒng) 同 其 它 供 水 方 式 相 比 較 ， 除 了 具 有 顯 著 的 節(jié) 能 效 果 外 ， 還 有以 下 顯 而 易 見 的 優(yōu) 勢 ： 　 　 恒 壓 供 水 技 術(shù) 因 采 用 變 頻 器 改 變 電 動 機 電 源 頻 率 ， 而 達 到 調(diào) 節(jié) 水 泵 轉(zhuǎn) 速 改 變水 泵 出 口 壓 力 ， 比 靠 調(diào) 節(jié) 閥 門 的 控 制 水 泵 出 口 壓 力 的 方 式 ， 具 有 降 低 管 道 阻 力 大 大減 少 截 流 損 失 的 效 能 。變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。有的采用單片機及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)。變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。 變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 是 一 種 新 型 成 熟 的 交 流 電 機 無 極 調(diào) 速 技 術(shù) ， 它 以 其 獨 特優(yōu) 良 的 控 制 性 能 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 速 度 控 制 領(lǐng) 域 ， 特 別 是 供 水 行 業(yè) 中 ?！?　 供 水 系 統(tǒng) 是 國 民 生 產(chǎn) 生 活 中 不 可 缺 少 的 重 要 一 環(huán) 。 inverter through its regulation of the internal operations of the PID function, transducer and pumps constitute the implementation of institutions, pressure transmitter testing and feedback as a body, the formation of a joint closedloop control system. The system uses a frequency converter three drag pump motor starter switch, operation and speed. The use of recycled water pump unit run. PC system with monitor, PC and PLC connection, pletion of the system of data collection and condition monitoring. System is running, the pressure transmitter can be detected in realtime pressure water supply works and value back to the PLC and inverter, inverter P1D control strategies using realtime adjustment of pump speed (frequency), change its flow, in order to achieve constant pressure water supply. A single pump operating conditions through the regulation of the power inverter to change the frequency f to change the motor speed n, in order to change the pump flow Q to achieve. Analysis of pump power consumption parison, one can see the use of VVVF inverter to achieve constant pressure water supply, when the pump motor speed to reduce traffic flow and speed in direct proportion to the power side to speed the decline in the three traditional methods of water supply valve expenditure pared to the door control, can greatly reduce energy consumption, energysaving effect of the system. KEY WORDS: Water supply, constant pressure water supply, PLC viii目 錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................1第二章 調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗與安全性分析 .........................................................3 供水系統(tǒng)的基本模型 ......................................................................................................3 供水系統(tǒng)的特性曲線和工作點 ......................................................................................4 供水系統(tǒng)中恒壓實現(xiàn)方式 ..............................................................................................6 異步電動機調(diào)速方法 ......................................................................................................6 變頻器選型 .......................................................................................................................8 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗分析 ................................................................................10 轉(zhuǎn)速控制調(diào)節(jié)流量實現(xiàn)節(jié)能 .......................................................................................10 轉(zhuǎn)速控制供水系統(tǒng)的工作效率高 ....................................