变频调速在供水系统中的应用研究
变频调速技术在注水系统的应用
站 的综 合效率 不足 ５ ％，存 在着较 大的 能 ０
源浪 费。 用变频调 速技术 ， 应 可以实现 对注
水 系统泵类设 备的 电机转速 调节 ，町实现 稳压 、 稳流注水 。同时安 装软启动 器 ， 用 利
软 启动 器代替 Ｙ △转换 ， 设定 合理 的启动
为额 定转速时的扬 程 ，Ⅳ 为额定转速 时的轴功率 ，为 ０
调速后 的转速 ，０为 ｎ转 速时的流 量 ，Ｈ为 ｎ转 速时 的扬程 ，Ⅳ为 ｎ转速 时的轴功率 。
３ 变频调速现场 实际应用 ２ ０ 年 ，公 司在华一注 ５ Ｂ ２ ４ 的 １ ５ Ｗ 电 ０４ Ｚ －１ ／ ２ ８ ｋ
流量 与所消 耗的 能量 之 间的关 系曲线 ，它同时表 明水 泵的 能量 用来克 服泵 系统的水 位 及压 力差 ，液 体在管 道 中流动 的阻 力 。 水泵运行工作点位置与水泵 负载有 关 ， 在水泵 负载
经常变化的情 况下 ，水泵 不能总处在 高效 区域里 工作。
为使水泵适应外界 负载变化的要 求 ， 我们 可采用变速调
机 、华四注 ５ Ｓ ３ ．／ ６ ２ ０ Ｗ 电机各安 装一台 Ｄ 一 ６ ２ ｌ 的 ０ｋ
若 转速下 降 ２ ％，则功率 下降到 ５ ．％ ，若转 ０ １２ 速下 降 ５％，则轴功 率下降到 １ ．％ 。即使考虑调 ０ ２５
速装 置本身的损耗等 因素 ，节 电也是相 当可观 的 。
变频器 ；２ ５年 在华一注增加一台 ，在华三注的 ０ ０
由于注 水泵 电机属于普 通 通用机型 ，允许 工作频
注水 站 是按 预 测最 高 日平 均时 用水 量设 计 ， 满足 最高 日供 水量 与扬程 或者 注水 压 力确 定泵型
变频调速技术在水厂中的应用与实现
变频调速技术在水厂中的应用与实现摘要变频调速技术能够有效的降低能耗，增加产品的质量和产量，在现实的生产活动中具有广泛的应用价值。
本文总结了变频调速技术在水厂主要环节的应用及实现过程。
关键词变频调速技术；水厂；应用中图分类号tu991 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）43-0087-021 泵房恒压供水系统1.1变频调速技术在泵房恒压供水系统中的应用在水厂的供水过程中，水泵的流量往往受到许多外界因素如外界用水情况的变化而变化，而且水泵的扬程也会受到来自流量以及吸水井水位等因素的影响。
所以为了使水泵总能够维持在一个相对高效的工作区间内，必须进行一些人为的控制。
以前为了达到这样的目的，往往采用的方法是利用阀门或者多台水泵投切进行控制，但这种方法往往效果不佳，并且操作时的不确定性因素较多。
为了解决这一问题，水厂一般采用把大功率变频器应用在水泵上的方法，利用变频调速技术使水泵一直处于一个相对高效的区间内工作，从而既实现节能降耗的目的，又使得水厂的产量和质量更上一层楼。
1.2变频调速技术在恒压供水系统中的实现变频恒压供水系统的调节方法是pid算法，系统具体的调节过程如下所述：1）由计算机通过plc对变频泵输入供水压力设定值pset，当运行变频泵时，为了使管网内的压力pout与设定频率pset 基本相等，水泵上的变频器会根据供水管网中的压力变化，自动对变频泵的频率f进行调节，最终达到对供水管网内压力的调节目的；2）当供水管网压力小于设定的压力时，在水泵变频器的调节下，水泵的频率不断上调，一直达到最大值fmax。
如果此时的送水压力仍然小于电脑的设定值时，即poutpset）时，则恒压供水系统的plc就会发出指令停止一台供水定速泵，同时将变频泵频率逐步上调，直至达到设定值；若供水变频泵频率再次调至最大fmin则会再次重复这一过程直至达到预设压力。
2 滤池反冲洗系统2.1变频调速技术在滤池反冲洗系统中的应用为了使滤池的效率值不断提高，必须要对滤池进行必要的清洗，从而使滤池不断的恢复并继续发挥自己的功效，滤池反冲洗就是解决这一问题的最好手段。
变频调速在供水系统中的应用
变频调速在供水系统中的应用
随着我们社会经济的发展，水资源的开发和利用越来越重要。
变频调速在供水系统中
的应用越来越广泛。
变频调速作为一种特殊的调速技术，既具有普通调速技术的一些优点，又有自身的特点，可以满足不同形式的供水系统的需要，以保证设备的稳定运行和安全运行，提高系统性能，节能降耗，提高生产率。
变频调速在供水系统中的主要应用是控制输送水流量，以达到正常工况下的充分利用。
通常，在供水系统中使用变频调速技术来控制泵（或压缩机）以达到所需的水流量。
这样
可以有效地改善供水设备的效率，且节省能源，减少噪声，提高系统的安全性能。
供水设备的工况经常会发生变化，例如，当冷却需求减少时，可以降低泵的转速以达
到节能目的。
另一方面，因为水量会在设计流量范围内波动，因此也经常会改变设备工况。
因此，供水系统中使用变频调速技术可以很好地解决这些问题，使系统的性能和效率得到
提升。
变频调速可以提高系统的空载率，节省能源和改善系统的连续性。
变频调速还可以极大地简化管道的设计，有效减少系统的维护成本。
由于控制水流量
的工况经常有变化，如果使用固定频率的泵，那么管道尺寸会过大，造成浪费。
但是使用
变频调速技术，就可以实现管道尺寸的小型化和优化，提高供水系统的性能。
变频调速技术在恒压自动供水系统中的应用
3 运行效果分析
3.1 理论分析
从式(1) , (2) , (3)可以推导出， 电动机所消耗 的功率(在此忽略损耗， 认为与水泵的轴功率相等)
抚 力 传 启 摇
含4 -)d: I4 f
变 倾 拼
电 动 机 电 动 机 一 一 电 动 机 电 动 机
行了恒压供水改造， 并利用单片机技术进行阀门开 度控制， 实现了供水系统自 动化， 达到了 恒压运行，
节能效果明显。
系 一 水 泵 一 一 水 泵 一 东 泵
1 系统组成及特点
变频调速恒压供水系统结构见图 1。该系统共 有 4 台机组， 控制系统由变频器、 控制装置( 以单片
我区某水厂采用 VVVF 变频器对水泵机组进
供电电源:交流 10kv,50Hz; 水泵配用电 机:10KV/ 1000KW; 运行方式:全 自 动连续运行， 具有手动切换功
能; 单级水泵扬程:72 米。 本系统组成的最主要特点是: 采用变频、 工频 切换运行功能， 即当变频器带动电动机运行到工频 频率时， 由单片机组成的控制装置自 动地将这台电
机为核心) 、 信号传感器、 电动执行器等组成。系统 的控制量为。 的管道压力信号，由安装在供水 ^-5v 管网人口的压力传感器来提供， 控制装置将管网的 压力信号与系统的给定值相比较， 根据压力偏差进 行闭环调节， 控制变频器的输出频率和水泵的运转 状态， 从而改变供水管网中的水压大小， 使系统达
环调频， 合理利用资源之目的。
其中QI,H， 为转速n， 和P， 时的流量、 压力(扬 程) 和轴功率， Q2,H: 和P: 为转速n2时的流量、 压 力(扬程)和轴功率， 即流量与转速成正比， 压力(扬 程)与转速的平方成正比， 轴功率与转速的立方成 正比。 可见， 改变水泵的转速， 即可成平方倍的改变 水泵的输出压力， 进而改变管网的供水压力， 并成 立方倍的改变轴功率。例如， 电动机转速下降为额 定值的80%时， 流量减少 20%， 压力减少36%， 而轴
变频调速技术在风机、水泵控制系统中的应用
领域 普 遍 ； 电 能 耗 损 和 譬 如 阀 门 、 扳 有 关 配 置 的 节 流 亏 损 以 及 如 下 关 系 ： 其 档
保 护 、 理 花 费 占 到 制 造 工 本 的 ７ ２ ％ 。 一 笔 非 常 大 的 制 造 花 费 修 ％一 ５ 是 花 销 。随 着 财经 改 制 的不 停 深 人， 业 经 济 的市 场 竞逐 的不 停 加 重 ； 商
４ ９
７ ． ２９ ５ ２ Ｌ
３ ． ４３
、
风 机 水 泵 控 制 设 备 现 状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在 各 种 工 业 用 风 机 、 泵 中 。 锅 炉 鼓 、 风 机 、 井 、 心 泵 水 如 引 深 离 等 ， 部 分 是 额 定 功 率 运 行 ， 机 流 量 的 设 计 均 以 最 大 风 量 需 求 来 大 风 设 计 ， 调 整 方 式 采 用 档 板 ， 门 、 流 、 停 电 机 等 方 式 控 制 。 法 其 风 回 起 无
形 成 闭 环 控 制 ， 很 少 考 虑 省 电 。水 泵 流 量 的 设 计 同 样 为 最 大 流 量 ， 也
６ ０ ５ ０
６ ０ ５ ０
３ ６ ２ ５
２ ． １６ ｌ． ２ ５
压 力 的调 控 方 式 只能 通 过 控 制 阀 门 的大 小 、 机 的启 停 等 方 法 。 电 电
由上 表 可见 ： 需 求 流 量 下 降 时 ， 节 转 速 可 以节 约 大 量 能 源 。 当 调 例 如 ： 流 量 需 求 减 少 一 半 时 ， 通 过 变 频 调 速 ， 理 论 上 讲 ， 需 当 如 则 仅 额定 功 率 的 １ ５ ， 可 节 约 ８ ． ％ 的能 源 。 ２．％ 即 ７５ 四 、 泵 变 频 调 速 控 制 系 统 的 设 计 水
变频调速在恒压供水系统中的应用
． ３ 起动 平稳 用水高峰 期没水 严 重影 响人们 的生活 ， 在高 峰期 过后住在低层 １
的 居 民又 由 于 压 力 过 大 ， 容易产生爆 管现象。 以上这些情况对供 水 系 统 提 出 了新 的 要 求 ， 供 水 系 统 应 依 据 不 同时 段 对 水 量 的 不 同 需求 ， 给 水 压 力 相 应 的发 生 变 化 ， 用 水 高 峰 期提 高水 压 ， 用 水 少 时 水压降低， 合理调节供水压力， 提高供水质量。
２ｏ１ ３ ２１
变频调速在恒压供水系统 中的应用
屈 文 斌
（ 陕西工业职业技术学院， 陕西成 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 针 对 在 用 水 过 程 中 缺水 或水 压 不 够 及 在 用 水 量 少 时 ， 水 压 过 大 产 生 爆 管 的 问题 ， 在 供 水 系 统 中采 用 变 频 器 ， 根 据 给 定 压
力信号和反馈压力信号调节水泵转速 ， 使管网中水压恒定的 同时， 实现 了用 水量 与给 水量 的最佳 匹配 ， 达到 了节能、 节水 的 目
的。
关键 词 ： 恒压供水 ； 变频器 ； 调速控制 ； 节 能
ｒ ’ ｌ ■ ’ ’ １ ｎｅ ａｐｐｌ ＇ ｉ ‘ ｃ ａｔ Ｊ ｉ ‘ ｏｎ ０Ｉ ｎ ｔ 一 ｒ ｅｑｕｅｎｃ ｙ Ｃｏｎｔ ・ ｒ ｏｌ １ １ ● ｎ ｅｏｎｓ ｔ ・ ａｎｔ － ｐｒ ｅｓｓ Ｕｒｅ ｗ ａｔ ・ ｅｒ
或供 水压力不 足事 件的发生 ， 由于供水压力 不足， 可 能会影 响产
品的产量或质量 ， 且会导 致部分设备不 能正常工作， 严 重 时 甚 至 会造 成设备损坏 ； 居 民 的 生 活 用 水 同样 受 到 供 水 压 力 的影 响 ， 如
企业研究论文30653 变频调速设备在石油化工企业供水系统中的应用
企业研究论文变频调速设备在石油化工企业供水系统中的应用随着经济迅速发展，工业企业对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；加之能源紧缺等因素，采用自动控制及通讯技术、节能、适应性强的恒压供水系统发展迅速，在企业的供水系统中得到了广泛应用。
1 变频恒压供水系统的研究现状随着工业自动控制技术、电力电子技术的发展，变频调速产业以及变频恒压供水系统都得到发展。
变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度都得到很大程度的提高。
国内外都非常重视变频器及其相关附属产业的研究。
现在变频器大都实现了PID调节器等硬件集成，功能模块通过设置指令代码，搭载相应的恒压供水单元，系统控制内部接触器实现控制功能。
从现有资料来看，目前国内外对变频调速恒压供水系统的研究中有关水压的闭环控制研究不够充分，有关变频调速恒压供水系统的抗干扰、稳定性等方面还有待进一步研究和探索。
2 系统的工作原理、优点及主要功能2.1 变频调速设备的工作原理变频恒压供水系统主要由电动机、水泵、输水管路、阀门等部分组成。
阀门开度不变是供水系统工作点扬程特性H=f（Qn）前提。
流量Q与扬程H间为反比关系。
管阻特性是指水泵转速恒定为前提，在阀门开度一定情况下，扬程H与流量Q之间的关系H=f（QG）。
扬程曲线和管阻曲线交汇点为供水系统工作点，即图中A点，该点用水流量Qu 和系统供水流量QG相等，系统稳定。
图1供水系统变频调速控制的实质是交流异步电动机的变频调速。
交流异步电动机的变频调速是通过改变施加在电动机定子绕组上的电源频率进而改变电动机的同步转速，最终实现调整电动机运行转速的目的。
交流异步电机的转差率定义为[1]：s=交流异步电动机同步转速定义为：n =交流异步电动机转速计算公式为：n= （1-s）n1：交流异步电动机空载转速；n：交流异步电动机转子转速；f：交流异步电动机电源频率；p：交流异步电动机磁极对数。
供水流量控制方法有出口阀门开度控制、原动机转速控制两种。
变频调速技术在供水系统中的应用
是 集现代 先进 电力电子 技术 和计算 机技 术于 一体 的高效节 点移到 ｃ ， 程从 日ａ 降到 日ｃ 点 扬 下 。
能技 术 ， ２ 纪 ８ 自 ０世 ０年代 投入 应用 以来 ， 显示 出强劲 的竞 争力 ， 应用 领域 也在 迅速 扩展 ， 其 目前 ， 可变 转速 的拖 动 凡 电机 ． 采用 该项技 术都 能 取得 非常 显著的节 能效 果。 阳县 岳
比； 程 日与转速 ｎ的平方成正 比 ； 功率 Ⅳ与转 速 ｎ的立 调节信 号 ， 扬 轴 该信号直接送到变频调速器 ， 从而使变频器将输入 方成正 比关系。如果不用关小阀门 ， 而是把电机转速降下来 ， 为 ３ ０Ｖ ５ ｚ的交 流电变成输 出为 （ — ８ ） ／ ０ ４ ０ Ｈｚ ８ ／ ０Ｈ ０ ３０Ｖ （～０ ） 那么在输送同样流量的情况下 ， 减少 了原消耗在阀 门的功率 ． 连续可调电压与频率 的交 流电 ， 直接供给水泵电机。 取得 良好的节能效果 ， 这就是水泵调速节能原理 。 关系 ： ｎ ６ｆ １ ｓ／ ＝ ０（－ ）Ｐ 利用 Ｐ Ｃ、执行元件和变频器的功能设置确保 只有 一台 Ｌ 达不到预定供水压 力时 ， 自动切换 至工频运行 ， 则 启动另一台 按此原则 ， 最多可达到二台 （ ） 停止 的水泵 电机至变频接引状态。 ６． 电机工频接 引， 一台电机变频运 行。通过对执行元器件 （ 按触 器等） 进行 鉴检 ， 当系统 出现故 障时 ， 可及时发现进 行安全控 变频调速 的基本原理源于交流 电动机工作原理中的转速 电机处于变频运行 ，当变频运行的电机 在接近工频运行时仍
图 ２ 变频调节特性 图
根据离心泵 的特性 曲线公式 ：
Ｎ Ｒ Ｈ／ ０ ７ ＝ Ｑ １２／ （） １
式 中 Ⅳ ＿
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第２ ５卷 第 ７期
２０ ０ ８年 ７ 月
机
电
工
程
Ｖｏ ． ５ １ ２ Ｎｏ ７ ．
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＆ ＥＬＥＣＴＲＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｊ１ ０ ８ ｕ ．２ ０
变 频 调 速 在 供 水 系 统 中 的 应 用研 究
好 的恒压供 水效 果 ， 能效果 显 著 。 节 关 键 词 ： 频 调 速 ； 编 程 序 控 制 器 ； 压 供 水 ； 能 变 可 恒 节
中 Ａ
文章 编号 ：０１ ４５ （０８ ０ — １３ ０ １０ — ５ １２０ ）７ ００ — ３
ｈａ ｅ ｎ ａ ｐｌｅ ｕｃ ｅ ｓ ｄｌ ｉｈ ｃ ｎ ｕ ｅ ｔｅ ｃ ｎｓａ ｅ ｓ ｒ ｆｗａｅ —ｕ ｐ ｙ ａ ｄ ｔ ｒ ｍｉ ｎｔ ｆｅ ｔｏ ｎ ｒ ｙｓ ｖｎ ． ｓ ｂ ｅ ｐ ｉｄ ｓ ｃ ｓ ｆ ｙ ｗｈｃ ａｎ ｅ ｓ ｒ ｈ ｏ ｔｎｔｐｒｓ ｕ ｅ ｏ ｔｒｓ ｐ ｌ ｎ ｈｅ ｐ ｏ ｎｅ ｅ ｃ ｆｅ ｅ ｇ —ａ ｉｇ ｉ
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供 水 系统耗 能情 况 ， 绍 了现 在 采 用 Ｐ 介 Ｉ ｃ和 变频 调 速技 术 的 系统 概 况 ， 阐述 了 系统 组 成 、 系统 功 能、 系
统软 件设 计及 变频调 速 节能 原理 和 效果 分析 。 实 际运行 结 果表 明 ， 控 制 系统性 能稳 定 可靠 ， 得 了很 该 取
０ 前
言
器采用 三菱变频 器 （ Ｒ Ｆ ４ ） 其 功率为 ７ Ｗ ； Ｆ —５ ０ ， ５ｋ 控制系
统 巾的 Ｐ Ｃ采 用三菱 Ｆ 系列的 Ｆ 一 ＭＲ及 模拟量 Ｌ Ｘ Ｘ ８ ０
某大 型化 工企业 总 用水 量 大 ． 水 的 高 、 峰不 平 用 低
输 入 卡 Ｆ －Ａ Ｘ ４ Ｄ和输 入／ 出通讯模 块 ， 输 另外 还配有彩 显 触摸屏 。本 系统选用 Ｐ Ｃ作为 主控单元 ， 收来 自现 Ｌ 接
郁 炜 汪 家养 ，
（ ． 州 学 院 信 息 系 ， 江 衢 州 ３ ４ ０ ； ． 江 开 关 厂 有 限公 司 ， 江 衢 州 ３ ４ ０ ） １衢 浙 ２０ ０ ２ 浙 浙 ２ ０ ０
摘 要 ： 响应 国 家节 能降耗 的 号 召 ， 大型 化 工企 业进行 了恒 水供 水 系统 的改 造 。通过 分析 该企 业原 为 某
ＹＵ Ｗ ｅ ． Ｗ ＡＮＧ ｉ — ａ ｇ ｉ Ｊａ ｙ ｎ
（１ ．Ｄｅａｔ ｎ Ｉ ｏｍａｉｎａ ｄ Ｅ ｅｔｏ ｉ ｎ ｎｅｉｇ，Ｑｕｈ ｕ Ｃ ｌ ｇ ，Ｑ ｚ ｏ ２ ０ ０，Ｃ ｉａ； ｐｒ ｍｅ ｔ ｎ ｒ ｔ ｎ ｌｃｒｎｃＥ ｇ ｅｒ ｆ ｏ ｎ ｚ ｏ ｏｌ ｅ ｕ ｈ ｕ３ ４ ０ ｅ ｈｎ
ｅ ， ｉｃ ｕ ｉ ｇ ｔ ｙ ｔ ｍ ｔｕ ｔｒ ｒ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈｅ ｓ ｓｅ ｓｒ ｃｎ ｅ，ｆｎｃｉｎｓ ｙ ｔｍ ｏｔ ｒ ｅ ｉ ｎ，ａ ｄ ｅ ｅ ｇ — ａ ｉｇ ｐｒｎ ｉ ｅ ａ ｄ ｂ ｎ ｆｔ Ｔ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｕ ｔ ｏ ，ｓ ｓｅ ｓ ｆｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖｎ ｉｃｐｌ ｎ ｅ ｅ ． ｈｅ ｃ ｎｔｏ ｙ ｔｍ ｉ