变频器恒压供水系统(单泵)
各种变频器恒压供水参数

各种变频器恒压供水参数变频器恒压供水是一种流行的水泵控制方式,它可以根据实际需求自动调节水泵的工作状态,使得水压能够保持在一个设定的恒定水平上。
在各种应用领域中,变频器恒压供水都有着广泛的应用,比如建筑领域、工业生产和农业灌溉等。
下面将介绍一些关于变频器恒压供水的相关参数。
1.额定功率变频器控制的水泵有其额定功率,这是指水泵在标准工况下所能提供的功率。
通常用单位为千瓦(kW)来表示,比如5kW、10kW等。
2.额定电压和额定电流变频器恒压供水系统的水泵通常需要配备相应的电力供应,其额定电压和额定电流是指其正常工作时所需要的电压和电流。
通常情况下,额定电压为单相220V或三相380V,额定电流按具体的功率来确定。
3.变频范围和频率调节精度变频器控制的水泵可以通过调节频率来实现调节水泵的工作状态。
变频范围是指水泵的运行频率范围,通常为0-50Hz或0-60Hz。
频率调节精度是指变频器在设定频率下的精确调节能力,一般为0.01Hz。
4.压力设定范围和压力调节精度变频器恒压供水系统的关键参数是压力设定范围和压力调节精度。
压力设定范围是指变频器能够调节水泵输出的压力的范围,例如0-10bar。
压力调节精度是指变频器在设定压力下的精确调节能力,通常为0.01bar。
5.过载保护和故障保护变频器恒压供水系统通常会具备过载保护和故障保护功能。
过载保护是指当水泵超出额定工作范围时,变频器会自动停机以避免损坏。
故障保护是指当变频器本身出现故障时,自动报警并关机。
6.节能效果和能效等级7.控制方式和参数保存功能变频器恒压供水系统通常具有多种控制方式,包括手动、自动和远程控制等。
同时,系统还会保存用户设定的参数,以便在断电或重新启动之后能够自动加载先前的设定参数。
总结起来,变频器恒压供水系统的参数包括额定功率、额定电压和电流、变频范围、频率调节精度、压力设定范围、压力调节精度、过载保护和故障保护、节能效果和能效等级、控制方式和参数保存功能等。
恒压供水自动控制系统设计方案

恒压供水自动控制系统设计方案控制策略:1.PID控制策略:根据水压的反馈信号与设定值之间的误差,计算出控制阀门的开度,以调节出水流量,使水压保持在设定值范围内。
2.水泵组合运行策略:根据需求的水流量大小,自动选择合适的水泵数量和运行状态(单泵或多泵并联),以满足供水系统对水压的要求。
3.系统监测与故障诊断策略:通过监测系统中的传感器,实时监测供水系统的压力、流量、温度等参数,并能够自动诊断故障,提供警报和故障排除建议。
硬件选择:1.压力传感器:选用高精度、稳定性好的压力传感器,能够实时准确地测量供水系统中的水压,并将信号传送给控制器。
2.控制阀门:选择高灵敏度、响应速度快的电动或气动控制阀门,能够根据控制信号快速调节水量,实现恒压供水。
3.变频器:选择适合的变频器可以根据供水需求调节水泵的运行频率,提高系统的能效,减少能耗。
4.控制器:选用可编程控制器(PLC)或微处理器控制器(MCU),具有强大的计算和控制能力,能够实时处理信号,控制整个供水系统的运行。
系统布局:1.水源与水池:根据供水需求选择水源和水池的容量,保证水能够持续供应。
2.水泵配置:根据供水系统的水压需求,选择合适的水泵类型和数量,自动控制其启停和运行状态,以稳定供水压力。
3.阀门安装:在输送管道上设置自动控制阀门,根据系统控制信号调节阀门的开度,以控制出水量,保持恒定的水压。
4.传感器安装:将压力传感器、流量计等安装在适当的位置,能够准确地测量和传递相关参数,为系统控制提供实时反馈信号。
5.控制器布置:控制器应该安装在恒温恒湿的环境中,与其他元件紧密配合,并与操作界面(如触摸屏)相连,便于操作和监控系统运行。
以上是对恒压供水自动控制系统设计方案的一个基本描述。
具体的实施方案需要根据实际情况进行具体分析和设计,以确保系统运行的稳定性、可靠性和效果。
恒压供水变频器设置方法

恒压供水变频器设置方法第一步:安装和接线1.将变频器适当地固定在安装位置,并确保其与泵电机之间的连接牢固可靠。
2.根据变频器的机械图纸和电器连接图来正确连接输入电源和输出电源线。
第二步:主要参数配置1.开启变频器电源,进入操作界面。
2.进入主菜单,选择“参数设置”或类似选项。
3.根据系统的需求配置以下参数:-频率设定值:根据实际需求设置水泵输出的频率,一般可以设置为50Hz或60Hz。
-加速时间和减速时间:根据实际情况设置水泵启动和停止的时间,以减少突然启动和停止对水泵的冲击。
-过载保护:根据泵的额定功率和最大负载来设置过载保护的数值,以避免泵的工作超过额定范围而损坏。
-电机类型:根据实际使用的电机类型选择合适的类型,例如感应电机、永磁同步电机等。
-控制方式:根据系统的需求选择合适的控制方式,如PID控制、定时控制等。
-保护等级:根据水泵的具体环境设置合适的防护等级,以保护变频器不受外界的影响。
第三步:自动调节1.进入主菜单,选择“自动调节”或类似选项。
2.根据系统的需求配置以下参数:-压力设定值:根据实际需求设置系统的目标压力。
-PID参数:根据实际情况调整PID参数,以实现良好的压力控制效果。
-水泵最小转速:根据实际情况设置水泵的最小工作转速,以保证水泵的正常运行。
第四步:监控和故障排查1.如果变频器配有监控及报警功能,可以设置监控参数和报警参数,以便在发生异常情况时及时报警并采取措施。
2.如果系统发生故障,可以通过变频器的故障显示界面查看故障代码,然后根据说明书中的故障排查流程进行处理。
第五步:保存设置1.在所有参数设置完毕后,进入主菜单,选择“参数保存”或类似选项,将所有设置的参数保存到变频器的内存中。
2.完成保存后,可以根据系统的需要进行其他操作,如启动水泵、停止水泵等。
总结:恒压供水变频器的设置方法主要包括安装和接线、主要参数配置、自动调节、监控和故障排查以及保存设置。
不同的系统和需求可能需要有所差异,因此在设置过程中需要根据实际情况进行调整和配置。
变频器恒压供水系统方案

变频器恒压供水系统方案变频器恒压供水系统是一种先进的水力设备,通过控制水泵的转速,使得水压保持在设定的恒定水平上。
这种系统的主要优点是能够满足不同用水需求下的稳定压力供应,从而提高供水质量和稳定性。
下面是一个关于变频器恒压供水系统的方案,以便更好地了解其运作原理和应用。
一、系统概述:二、系统原理:当用水需求增加时,传感器会监测到水压下降的信号,并将此信号传递给控制器。
控制器根据传感器的反馈信号,判断出水泵的负载情况,并相应地调节变频器的输出频率,使得水泵的转速增加,从而增加水的供应量,保持恒定水压。
相反,当用水需求减少时,传感器会监测到水压上升的信号,并传递给控制器。
控制器判断出水泵的负载情况,并相应地调节变频器的输出频率,使得水泵的转速减小,从而减少水的供应量,保持恒定水压。
三、系统特点:1.稳定性:变频器恒压供水系统能够自动调节供水量,保持稳定的水压,从而保证供水的稳定性。
2.节能性:系统根据实际需求调节水泵的转速,避免了过度供水,有效减少了能耗。
3.使用寿命长:系统通过控制水泵的运行状态,减少了水泵的启停次数,延长了水泵的使用寿命。
4.安全性:系统具备过载、过压、低压和短路等保护功能,确保供水系统的安全运行。
四、系统应用:变频器恒压供水系统广泛应用于城市居民楼、写字楼、商场、医院、学校等公共建筑的给水供应,以及工业生产中的供水系统。
由于该系统能够根据实际需求精确调节水泵的供水量,满足不同用水量的需求,因此特别适用于节水型社区和工厂。
五、系统优势:1.提高供水质量:系统能够根据实际需求调节供水量,保持恒定水压,避免了因水压变化而导致的水质问题。
2.减少能耗:系统根据实际需求调节水泵的运行状态,避免了过度供水,减少了能耗。
3.简化维护:系统能够自动控制水泵的运行状态,减少了人工干预和维护工作。
4.提高供水稳定性:系统能够根据实际需求调节供水量,保持稳定的水压,提高了供水的稳定性。
综上所述,变频器恒压供水系统是一种先进的水力设备,通过控制水泵的转速,使得水压保持在设定的恒定水平上。
变频恒压供水设备技术参数

变频恒压供水设备技术参数1.供水流量范围:变频恒压供水设备的供水流量范围一般比较广,可以根据不同的需求进行自由调整。
通常,供水流量范围可以从几立方米/小时到几百立方米/小时不等。
2.运行压力范围:变频恒压供水设备的运行压力范围一般也比较大,可以满足不同场合的供水需求。
通常,运行压力范围可以从几米水柱到几十米水柱不等。
3.转速范围:变频恒压供水设备通过调节电机的转速来控制水泵的工作状态。
转速范围一般可以从几百转/分钟到几千转/分钟不等。
转速越高,供水流量越大,压力越高。
4.效率:变频恒压供水设备的效率一般比较高,可以达到90%以上。
高效率可以带来较低的能耗和较低的运行成本。
5.控制方式:变频恒压供水设备的控制方式一般分为手动调节和自动调节两种。
手动调节需要人工干预来调整供水流量和压力;而自动调节可以通过连接到计算机或PLC等设备来实现自主控制和远程控制功能。
6.设备结构:变频恒压供水设备一般由水泵、变频器和控制系统等组成。
水泵用于提供供水流量和压力;变频器用于调节电机的转速;控制系统用于监测和控制整个供水系统,确保其稳定运行。
7.自动保护功能:变频恒压供水设备通常具备多种自动保护功能,以确保设备的安全运行。
例如,过载保护功能可以防止电机过载;过流保护功能可以防止电机过流;缺水保护功能可以防止水泵空转;短路保护功能可以防止电路短路等。
8.应用范围:变频恒压供水设备广泛应用于建筑、市政工程、工业生产和农业灌溉等领域。
在建筑领域,它常用于高层建筑的水供应系统;在市政工程中,它常用于给水管网的稳定供水;在工业生产中,它常用于工艺水的供应;在农业灌溉中,它常用于田间作物的灌溉。
总之,变频恒压供水设备是一种支持可调流量和压力的设备,具有广泛的应用前景和良好的供水效果。
通过合理选择和使用这些设备,可以提高供水系统的稳定性和节能性,进而满足不同场合的供水需求。
水泵变频恒压供水

水泵变频恒压供水恒压变频泵属于变频恒压供水设备种一种供水形式,也就是单个水泵带变频运行的,实则其运行原理与其一致,就是相比普通水泵,变频也就是可调节频率,变频电机就是可以调节转速调节流量,达到节能的目的,还有启动电流小,维护工作量小的优点。
恒压供水设备是一种水利系统的供水方式,供水是国民生产生活中不可缺少的重要一环。
传统供水方式占地面积大,水质易污染,基建投资多,而最主要的缺点是水压不能保持恒定,导致部分设备不能正常工作。
其工作原理如下:变频恒压供水自动控制装置以变频方式工作时,水泵马达以软启动方式启动后开始运转,由远传压力表检测供水管网实际压力,管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号,由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率,改变水泵转速,使管网压力不断向设定压力趋近,这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定,从而使水泵根据需求水量自动调节供水量,达到节能节水的目的。
变频控制原理如下:用变频调速来实现恒压供水,与用调节阀(使用材料:铸铁、铸钢、不锈钢等)门来实现恒压供水相比,节能效果十分显著(可根据具体情况计算出来)。
其优点是:A、起动平衡,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;B、由于泵的平均转速降低了,从而可增加泵和阀门等的使用的时长;C、可以消除起动和停机时的水锤(又称水击)效应;一般地说,当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。
当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。
但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时,可考虑适当减小变频器的容量,但应注意留有足够的容量。
变频控制技术引入到供水系统中,也是适应了一直提倡节能,节水需求,给我们生活(生活)带来方便。
恒压供水设备能够保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,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。
台达变频器恒压供水参数设置

台达变频器恒压供水参数设置在工业生产和农田灌溉等领域,恒压供水系统被广泛应用,使得水泵能够根据需求自动调节水压,稳定供水。
台达变频器作为一种常用的恒压供水设备,具有可调速、高效节能等特点,本文将介绍台达变频器恒压供水参数的设置方法。
1. 台达变频器基本设置在进行恒压供水参数设置之前,首先需要进行台达变频器的基本设置。
以下是一些基本的参数设置步骤:1.1 设置工作模式台达变频器提供了多种工作模式供选择,根据实际需求设置合适的工作模式。
常见的工作模式包括定压模式、定流模式、恒功率模式等,可以根据实际需求选择合适的模式。
1.2 设置电压等级根据供电电压和负载情况,设置合适的电压等级。
通常情况下,可以选择与供电电压相匹配的电压等级,保证台达变频器的正常工作。
1.3 设置频率范围根据水泵的额定功率和工作条件,设置合适的频率范围。
通常情况下,可以选择在水泵额定频率附近进行调节,保证水泵的稳定运行。
2. 台达变频器恒压供水参数设置2.1 定压比定压比是指在压力调节范围内,输出压力在额定压力的百分比范围内的能力。
在进行恒压供水参数设置时,需要设置合适的定压比。
定压比设置过低会导致波动幅度大,而设置过高会增加能耗和运行成本。
通过调节定压比,可以使得水泵根据需求自动调节输出压力,稳定供水。
2.2 拍频区间拍频区间是指在恒压运行时,变频器控制水泵输出频率的变化范围。
设置合适的拍频区间可以避免频繁启停水泵,减少机械冲击和能耗。
在设置拍频区间时,需要考虑到水泵的响应速度和负载情况,确保水泵的稳定运行。
2.3 过载保护过载保护是保护变频器和水泵的重要功能之一。
通过设置合适的过载保护参数,可以避免水泵在超负荷工作时受损。
设置过载保护参数时,需要参考水泵的额定功率和负载情况,避免过载运行。
2.4 频率锁定频率锁定是指锁定变频器输出频率的功能,避免频率误操作导致设备故障。
在进行恒压供水参数设置时,可以通过开启频率锁定功能,确保输出频率的稳定性。
变频恒压供水统使用说明书2

变频恒压供水控制设备用户手册一、概述随着变频技术的推广运用,人们的认识不断深入,传统的供水方式已无法真正保证系统长期可靠运行,已逐步被新兴的变频恒压供水系统所替代。
本系统采用先进的变频器(VVVF)以及专用的恒压供水控制器对管网压力进行控制,大大地简化了操作的复杂程度。
在自动工作状态下,用户在据需要的压力值进行设定后,通过专用的恒压供水控制器与变频器之间的相互控制,使管网压力始终保持在设定的压力值误差范围以内。
在对生活管网进行供水时,系统执行管网设定压力。
若为消防与生活共用系统,则平时执行生活管网供水压力,当消防信号到达控制柜时执行消防压力,消防信号撤消时继续执行生活压力。
系统具有重新上电后自动启动的功能,无需人员值守。
水泵处于无水情况下将自动停机。
二、分类标记变频恒压供水控制设备分类标记设备的型号编制中包括设备特征标记、消防工作压力、消防工作流量、消防泵台数等内容H水泵台数工作流量L/S。
工作压力MPa。
特征标记(参阅特征标记说明)特征标记说明序号 型号编号特征标记说明 1 SB生活专用变频自动恒压给水设备 2HB 消防与生活(生产)共用变频自动恒压给水设备三、原理框图如下:3.1 生活水泵组为两用一备形式的变频恒压供水控制设备示意图如下: 消防泵泵泵泵电控柜远传压力表消防泵消防泵液位控制器水池3.2 生活水泵组为两用一备形式的变频恒压供水控制设备产品简介生活水泵组为两用一备形式的变频恒压供水控制设备由三台生活水泵、电控系统、远传压力表、阀门管路、共同底座等组成。
设备运行前,需根据供水所需要的压力值预先设定稳压压力值,打开所有阀门。
水泵手动运行时,通过控制柜面板直接启停水泵(具体参阅消防专用自动恒压给水控制柜操作说明)水泵自动运行时,通过远传压力表构成闭环调节系统,按照恒压供水控制器恒压\节能\节水的优化运行原则, 随着用水量的变化, 恒压供水控制器不断进行压力采样, 逻辑运算和人工神经元控制算法调节运算,自动控制三台水泵,从而实现恒压变量全自动供水。
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摘要自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。
恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。
在实际应用中得到了很大的发展。
对城镇住宅电力驱动恒压供水的原理及几种实用化方案进行了深入的讨论,以变频器为主体的恒压供水系统对供水水泵实现全方位的宝护。
该系统不但能最大限度地节约水资源,而且能够节约电能,延长供水水泵的使用寿命,并在紧急情况下(消防,减灾)能够做到重点供水。
最后,对几种实用化供水方案进行了详细的讨论。
关键词:变频器;恒压供水;变频调速;供水系统;目录1变频调速恒压供水系统的现状和发展 (1)1.1变频调速恒压供水的目的和意义 (1)1.2变频调速及PLC在供水行业中的用 (6)1.2.1变频调速技术的特点及应用 (6)1.2.2可编程序控制器的特点及应用 (7)2 变频调速恒压供水系统 (9)2.1恒压供水控制系统构成 (9)2.2变频恒压控制理论模型 (10)3变频恒压供水系统设计 (11)3.1设计任务及要求 (11)3.2系统主电路设计 (12)3.3控制系统组成方框图 (12)4器件的选型及介绍 (15)4.1变频器简介 (15)4.2变频器选型 (15)4.2.1变频器的控制方式 (15)4.2.2变频器容量的选择 (16)4.2.3变频器主电路外围设备选择 (18)4.3可编程控制器(PLC) (20)4.3.1 PLC的定义及特点 (20)4.3.2 PLC的工作原理 (21)4.3.3 PLC及压力传感器的选择 (21)5变频器参数的设置 (22)结束语 (24)参考文献 (25)1 变频调速恒压供水系统的现状和发展1.1变频调速恒压供水的目的和意义变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统,广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。
然而,由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备(如水泵),在对原有供水系统进行变频改造的实践中,往往会出现一些在理论上意想不到的问题。
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。
1.变频调速技术的特点及应用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。
在采用变频调速进行恒压供水时,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,比如NKL-A系列恒压供水控制系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。
2.可编程序控制器的应用目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
(1)开关量的逻辑控这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
(2)模拟量控制在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D 和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
(3)运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
3.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC 也具有此功能模块。
PID处理一般是运行专用的PID子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
4.数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。
数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。
新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
6.可编程变频恒压供水控制系统的设计(1) 变频器的节能、调速原理变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
一般使用的风机、水泵类它们额定风量、水量都超过实际需要,又因工艺的需要,往往运行中要改变风量、水量,而目前多数采用档板或阀门来调节的,虽然方法简单,但实质是人为增加阻力的办法。
因此浪费大量电能,属不经济的调节方式。
从流体力学原理可知,风机的风量、水泵的流量与电机转速及电机功率的关系如下:当风机转速下降时,电动机的功率迅速降低,例风量下降到80%,转速亦下降到80%时,则轴功率下降到额定的51%,若风量下降到50%,轴功率将下降到额定的13%,其节电潜力非常大,采用变频器调速方式有很强的节电效果,其节电可达30-40%效果十分明显。
(2) 变频器控制方式的选择低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。
其控制方式经历了以下四代。
7.U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。
另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
(1) 电压空间矢量(SVPWM)控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。
经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
(2)矢量控制(VC)方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
(3) 直接转矩控制(DTC)方式1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。
该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。
目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。
它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
(4) 矩阵式交—交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。
其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。
为此,矩阵式交—交变频应运而生。
由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。
它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。
该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(<2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(<+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。