【正文】 步電動機(jī)的 )1(60)1(1 sp fsnn ???? () 由式（ ） 可知 調(diào)速方法有變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差調(diào)速和變頻調(diào)速。 異步電動機(jī)調(diào)速方法 通過轉(zhuǎn)速控制法實(shí)現(xiàn)恒壓供水，需要調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。從而，選擇壓力控制 來調(diào)節(jié)管道流量大小。 若供水能力 GQ ＜用水需求 UQ ，則壓力 P 下降； 若供水 能力 GQ = 用水需求 UQ ，則壓力 P 不變。而流量的大小又取決于揚(yáng)程，而揚(yáng)程難以進(jìn)行具體測量和控制。 供水系統(tǒng)中恒壓實(shí)現(xiàn)方式 對供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，歸根結(jié)底是為了滿足用 戶對流量的需求。 圖 中的 N 點(diǎn)表示水泵工作于額定轉(zhuǎn)速，閥門開度為 100%時的供水狀態(tài)，為系統(tǒng)的額定工作點(diǎn)。在這一點(diǎn)，供水系湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性。因此，實(shí)際揚(yáng)程也就是能夠供水的基本揚(yáng)程。 當(dāng)供水流量 GQ 接近于 0 時，所需的揚(yáng)程等于實(shí)際揚(yáng)程（ BT HH ? ） 。 在實(shí)際的供水管道中，流量具有連續(xù)性，并不存在供水流量與用水流量的差別。 管阻特性表明由閥門開度來控制供水能力的特性曲線。 2． 管阻特性 以水泵的轉(zhuǎn)速不改變?yōu)榍疤幔y門在某一開度下，全揚(yáng)程與流量間的關(guān)系曲線)(QfHT ? ，稱為管阻特性曲線。在這里，流量的大小取決于用戶，是用水流量，用 UQ 表示。不同轉(zhuǎn)速下，揚(yáng)程特性曲線不同，圖 中的曲線 ① 、 ② 分別對應(yīng)于轉(zhuǎn)速 Nn 、 1n ，且 Nn ＞ 1n 。 圖 中 ： EH 0H NH CH EQ NQ O BH ② ① ③ ④ TH A B N 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 曲線 ① —— 額定轉(zhuǎn)速 Nn 時的揚(yáng)程特性曲線 ； 曲線 ② —— 轉(zhuǎn)速 1n 時的揚(yáng)程特性曲線 ； 曲線 ③ —— 閥門開度 100%時的管阻特性曲線 ； 曲線 ④ —— 閥門開度不足 100%時的管阻特性曲線 。這種聯(lián)系和變化規(guī)律可用供水系統(tǒng)的特性曲線直觀地反映，主要有揚(yáng)程特性曲線和管組特性曲線，如圖 。 供水系統(tǒng)的特性曲線和工作點(diǎn) 供水系統(tǒng)的參數(shù)表明了供水的性能。 供水系統(tǒng)為了保證供水，其全揚(yáng)程必須大于實(shí)際揚(yáng)程，這多余的揚(yáng)程一方面用于提高及控制水的流速，另一方面 用于抵償各部分管道內(nèi)的摩擦損失 ； 6． 管阻 R 閥門和管道系統(tǒng)對水流的阻力和閥門開度、流量大小、管道系統(tǒng)等多種因素有關(guān)，難以定量計算，常用揚(yáng)程與流量間的關(guān)系曲線來描述 ； 7． 壓力 P 表明供水系統(tǒng)中某個位置水壓大小的物理量。即 ： TH = 3h 0h ； 5． 損失揚(yáng)程 LH 全揚(yáng)程與實(shí)際揚(yáng)程之差，即為損失揚(yáng)程。即 ： BH = 2h 1h ； 4． 全揚(yáng)程 TH 水泵能夠泵水上揚(yáng)的最高水位 3h 與吸入口的水位 0h 之間的水位差。只有在 3h 大于管道的實(shí)際最高位置的情況下，才能正常水。表明水泵的泵水能力。 供水系統(tǒng)的基本模型 供水系統(tǒng)的基本模型如圖 所示。據(jù) 統(tǒng)計采用變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)流量實(shí)現(xiàn)恒壓供水，可節(jié) 2050%，節(jié)能效果相當(dāng)顯著。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第二 章 調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能耗與安全性分析 在供水系統(tǒng)中，用水量處于動態(tài)變化過程之中，采取恒速泵供水方式，無法維持管壓恒定，同時也影響設(shè)備壽命；若采取閥門控制調(diào)節(jié)流量來維持管壓，必然造成大量的電能浪費(fèi)；而且水泵電機(jī)直接工頻起動與制動帶來的水錘效應(yīng)，對管網(wǎng)、閥門等也具有破壞性的影響。在小區(qū)供水中，而且由于調(diào)速式是經(jīng)水泵加壓后直接送往用戶的，防止了的水質(zhì)二次污染，保證了飲用水水質(zhì)可靠。由于氣壓罐的調(diào)節(jié)容量僅占其總?cè)莘e的 1/31/6，因而每個罐的調(diào)節(jié)能力很小，只得依靠頻繁的啟動來保證供水，這樣將產(chǎn)生較大的噪聲，同時由于啟動過于頻繁，壓力不穩(wěn)，加之硬啟動，電氣和機(jī)械沖擊較大，設(shè)備損壞很快。在運(yùn)行效果上，氣壓罐 方式與調(diào)速式相比也存在著一定差距。而變頻調(diào)速式中的調(diào)速裝置占地面積僅為幾平米。而變頻調(diào)速供水系統(tǒng)的變頻器是一臺由微機(jī)控制的電氣設(shè)備，不存在消耗多少鋼材的問題。而變頻恒壓供水在系統(tǒng)用水量下降時可無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使供水壓力與系統(tǒng)所需水壓大致相等，這樣就節(jié)省了許多電能，同時變頻器對水泵采用軟啟動，啟動時沖擊電流很小，啟動能耗比較小。當(dāng)系統(tǒng)所需水量下降時，供水壓力將超出系統(tǒng)所需要的壓力從而造成能量的浪費(fèi)。 變頻調(diào)速的方式在節(jié)能效果上明顯優(yōu)于氣壓罐方式。 眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、 高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低。徹底消除水錘現(xiàn)象。 由 于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機(jī)的機(jī)械使用壽命。采 用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控 ， 同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義 。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐 。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到所有用戶的要求 。國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編 程控制器 (PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn) 。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對恒 壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用 。傳 統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。把先進(jìn)的自動化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對供水系統(tǒng)的新要求。 變頻器功能設(shè)定及接線圖 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 控制電路設(shè)計 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)主要配置的選型 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 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(diǎn) ...................................................................................... 4 供水系統(tǒng)中恒壓實(shí)現(xiàn)方式 .............................................................................................. 6 異步電動機(jī)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(shí)現(xiàn)節(jié)能 ...................................................................................... 10 轉(zhuǎn)速控制供水系統(tǒng)的工作效率高 ................................................................................11 變頻調(diào)速電機(jī)運(yùn)行效率高 .......................................................................................... 12 供水系統(tǒng)安全性討論 .................................................................................................... 12 水錘效應(yīng) .......................................