变频器在水泵行业的应用.docx

文档从互联网中收集，已重新修正排版， word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 变频器在水泵行业的应用 一、 概述 交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。由于电子技术的飞速发展，户 变频器的性能有了极大提高，它可以实现控制设备软启软停，不仅可以降低设备故障率，还 可以大幅减少电耗，确保系统安全、稳定、长周期运行。长期以来区域的供水系统都是由市 政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。在小区供水系统中加 压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计，然后泵组根据流量变化情况 来选配，并确定水泵的运行方式。由于小区用水有着季节和时段的明显变化，日常供水运行 控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压，大量能量因消耗在 出口阀而浪费，而且存在着水池“二次污染”的问题。变频调速技术在给水泵站上应用，成 功地解决了能耗和污染的两大难题。用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的 情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少， 则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平 确保系统安全、稳定、长周期运行。即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了 供水的质量。 恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来 水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如 发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员 伤亡。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。。 随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系 统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内， 从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的 使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方 式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目 的。 二、恒压供水的变频应用方式 1、变频恒压供水系统组成 变频恒压供水系统通常是由水源、离心泵(主泵+休眠泵)、压力传感器、 PID 调节 器、变频器(主泵+休眠泵)、管网组成。工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管 网系统内因用水量的变化引起的水压变化，及时将信号(4-20mA 或 0-10V)反馈 PID 调节 器， PID 调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令，改变水泵的运行或转 速，使得管网的水压与控制压力一致。 2、变频恒压供水系统的参数选取 (1)、合理选取压力控制参数，实现系统低能耗恒压供水。这个目的的实现关键就在 于压力控制参数的选取，通常管网压力控制点的选择有两个：一个就是管网最不利点压力恒 压控制，另一个就是泵出口压力恒压控制。选择管网最不利点的最小水头为压力控制参数， 形成闭环压力自控系统，使得水泵的转速与 PID 调节器设定压力相匹配，可以达到最大节能 效果，而且实现了恒压供水的目的。 (2)、变频器在投入运行后的调试是保证系统达到最佳运行状态的必要手段。变频器 根据负载的转动惯量的大小，在启动和停止电机时所需的时间不相同，设定时间过短会导致 1word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 文档从互联网中收集，已重新修正排版， word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。 变频器在加速时过电流、在减速时过电压保护；设定时间过长会导致变频器在调速运行时使 系统变得调节缓慢，反应迟滞，应变能力差，系统易处在短期不稳定状态中。 为了变频器不跳闸保护，现场使用当中的许多变频器加减速时间的设置过长，它所带来 的问题很容易被设备外表的正常而掩盖，但是变频器达不到最佳运行状态。所以现场使用时 要根据所驱动的负载性质不同，测试出负载的允许最短加减速时间，进行设定。对于水泵电 机，加减速时间的选择在 0.2-20 秒之间。 通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一 台或两台。在采用变频跳速进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频 器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过 PID 运算自动调整 变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单， 但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，下 面讲到的原理都是一变频器拖多马达的系统。 三、控制原理 1、交流电机变频调速原理 交流电机转速特性： n=60f(1-s)/p，其中 n 为电机转速， f 为交流电频