電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計變頻液位自動控制系統(tǒng)(已改無錯字)
2023-07-17 13:29:32 本頁面
【正文】 他的信息，根據(jù)這些信號對電機(jī)發(fā)出控制命令，從而完成系統(tǒng)功能。 PLC接線圖（三）變頻器控制電路變頻器的作用是用于電機(jī)的起、停和調(diào)速控制。 變頻器控制電路接線圖 四、液位控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電機(jī)的運(yùn)用越來越廣泛。由于揚(yáng)水較高且電機(jī)一直高速運(yùn)行，因此電能消耗較大，目前的水費(fèi)成本中，電費(fèi)比例達(dá) 50%以上。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能越來越強(qiáng)，充分利用變頻器固有的各種功能，進(jìn)行變頻調(diào)速恒壓供水，對降低供水運(yùn)行成本，保證供水質(zhì)量和穩(wěn)定性等都有非常重要的意義。恒壓供水是指不管用戶段用水量大小，總保持管網(wǎng)水壓基本恒定，這樣，既可滿足各部位用戶的需求，又不使電動機(jī)空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，由 PLC 根據(jù)給定壓力信號和反饋壓力信號，通過模糊推理運(yùn)算，控制變頻器進(jìn)行水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從而控制管網(wǎng)水壓。 變頻調(diào)速節(jié)能原理分析：交流電機(jī)變頻調(diào)速原理根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足下式： n0＝60f/P（同步電動機(jī)） (1) n=(1－S)f/P（異步電動機(jī)） (2) 式中： n0—電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速 n—電動機(jī)異步轉(zhuǎn)速 P—電動機(jī)定子極對數(shù) f—交流電源頻率 S—電動機(jī)轉(zhuǎn)差率 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著電源頻率 f、電動機(jī)極對數(shù)P、電動機(jī)轉(zhuǎn)差率 S（異步電動機(jī)）變化。由于電動機(jī)的極對數(shù) P 只能有級調(diào)節(jié)并且調(diào)整量有限，因此調(diào)速范圍有限，從而使其應(yīng)用受到限制。而使用過大的轉(zhuǎn)差率調(diào)速顯然是不經(jīng)濟(jì)的，對電動機(jī)的功率因數(shù)及效率的影響也很大，故應(yīng)用范圍十分有限。變頻調(diào)速則通過改變電動機(jī)的輸入頻率改變其空間旋轉(zhuǎn)磁場的角速度達(dá)到速度調(diào)節(jié)的目的，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著電源頻率的變化而改變，電源頻率 f 增加，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之增加，反之則下降。變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)了在不影響電動機(jī)各項性能前提下的速度無級調(diào)節(jié)、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速或恒功率調(diào)速等調(diào)速方式，因此受到工業(yè)界的廣泛重視，應(yīng)用案例越來越多。水泵特性分析及節(jié)能原理 根據(jù)流體力學(xué)原理，在管徑一定的條件下，管道流量 Q 與水泵轉(zhuǎn)速 n 成正比；揚(yáng)程 H 與轉(zhuǎn)速平方(n2)成正比，而電機(jī)軸功率 P 與轉(zhuǎn)速的三次方(n3)成正比?？梢姰?dāng)流量僅下降到 80%時需要的功率 P將下降到額定功率的 50%(≈)左右，當(dāng)流量下降到 50%時需要的功率 P2 僅為額定功率的13%．圖 2 是水泵特性曲線。若要求恒壓于 HA，當(dāng)流量 QA變小至 Q1時，如果水泵轉(zhuǎn)速不變，壓力會上升至 B1，壓力傳感器輸出壓力上升信號，經(jīng)智能調(diào)節(jié)器分析運(yùn)算后輸出轉(zhuǎn)速下降信號給調(diào)速電機(jī)的變頻控制器，調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速隨即從 n0降低至 n1（B點(diǎn)），使管網(wǎng)壓力維持在 HA；同理，當(dāng)流量變化至Q2 時，壓力升至 C1 點(diǎn)而調(diào)速電機(jī)隨即降低轉(zhuǎn)速至n2（C 點(diǎn)），仍保持恒壓 HA，從而實(shí)現(xiàn)了水泵自動恒壓變流量供水。 可見調(diào)速控制變載水泵具有顯著的節(jié)電效果。利用變頻器可以根據(jù)電機(jī)負(fù)載的變化實(shí)現(xiàn)自動、平滑地增速或減速，基本保持異步電機(jī)固有特性轉(zhuǎn)差率小的特點(diǎn)，具有效率高、范圍寬、精度高且能無級變速的優(yōu)點(diǎn)，這對于水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備是很適用的。夜間供水量急劇減少時，可方便地設(shè)定每日休眠工作的起始/停止時刻，并可設(shè)定休眠時的壓力給定值。休眠期間，變頻器監(jiān)測管網(wǎng)壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定植時，系統(tǒng)被自動喚醒，變頻泵投入工作；壓力高于設(shè)定值時，系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有休眠水泵運(yùn)行，這樣能最大限度地節(jié)水節(jié)電。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低 20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)（20～40）%。同時，通過采用變頻器控制，可在不同季節(jié)、節(jié)假日、白天和晚上及上下班等時間全面調(diào)控水量?！? 、節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益分析 在實(shí)際運(yùn)行中，如按比較保守的數(shù)字測算，以年平均節(jié)電 30%計算，一臺 22kW 的水泵應(yīng)用變頻調(diào)速設(shè)備后可節(jié)電： 2230%24365=57816（kWh） 按電費(fèi)單價 元/kWh 計算，年可節(jié)約電費(fèi)
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