变频调速恒压供水(单泵).
恒压供水变频调速原理

恒压供水变频调速原理恒压供水系统是一种能够调节水泵出水压力的系统,通过使用变频器对水泵进行控制,可以实现根据需求自动调节水泵的运行频率,从而保持恒定的供水压力。
本文将详细解释与恒压供水变频调速原理相关的基本原理。
1. 变频调速基本原理为了理解恒压供水变频调速原理,我们首先要了解变频调速的基本原理。
变频调速是通过改变电机的供电频率来调节其转速。
传统的交流电机是通过电网提供的标准频率(例如50 Hz)来运行的,而变频器可以改变供电频率,从而改变电机的转速。
变频器通过将交流电转换为直流电,然后再将直流电转换为可调的交流电,实现对电机转速的调节。
变频器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1.输入电源:将交流电源输入到变频器中。
2.整流:将交流电转换为直流电。
3.滤波:通过滤波电路,将直流电平稳地输出。
4.逆变:将直流电转换为可调的交流电。
5.输出电源:将交流电输出到电机。
通过调节变频器输出的交流电频率,可以改变电机的转速。
这样就实现了对电机的调速。
2. 恒压供水系统原理恒压供水系统是一种能够根据需求自动调节水泵出水压力的系统。
它通过使用变频器来控制水泵的运行,从而实现恒定的供水压力。
恒压供水系统的基本原理如下:1.检测压力:安装在供水管道上的压力传感器会检测当前的供水压力,并将检测结果反馈给控制系统。
2.控制逻辑:控制系统会根据检测到的压力信号,与预设的目标压力进行比较,并计算出所需的出水流量。
3.变频器控制:控制系统将所需的出水流量转化为对变频器的控制指令。
变频器会根据指令改变电机的供电频率,从而控制水泵的转速。
4.反馈调节:水泵的运行会引起供水压力的变化,压力传感器会不断检测当前的压力,并将结果反馈给控制系统。
控制系统会根据反馈的压力信号进行调节,确保出水压力始终保持在预设的目标压力范围内。
5.水泵保护:恒压供水系统还会监测水泵的电流和温度等参数,以保护水泵不会超负荷运行或发生故障。
通过以上步骤,恒压供水系统可以根据实际需求,自动调节水泵的转速,从而保持恒定的供水压力。
变频调速在恒压供水系统中的应用

变频调速在恒压供水系统中的应用目前,变频调速已经被广泛地应用在城市供水系统中,变频调速在恒压供水系统中以其节能、安全、技术先进、供水质量高特点在城市供水中广泛应用。
变频调速恒压供水系统实现水泵电机的无级调速,依据用水量发生变化引起管网压力发生变化,自动调节供水系统设备运行参数,在用水量发生变化时保持管道水压恒定。
很好地解决了城市自来水管网压力不能满足日常用水要求和城市消防用水的需】【求12。
解决了利用阀门控制水量消耗能源的供水调节方式,是取代水塔、高地水池、高位水箱、加压气罐等给水设备的先进型供水控制设备。
〔一〕控制系统原理变频调速恒压供水系统主要由出水管压力变送器、PID 调节器、PLC 可编程控制器、变频器、仪表、水泵机组、电脑、低压电器等组成。
蓄水池或吸水井的水经加压泵送入城市管网,通过压力变送器接入出水管压力信号,传递给PID 调节器,由PID 调节器将管网传输来的压力信号与预先设定的压力信号比较运算后输送给变频器一个转速控制信号,同时PID 调节器输送给可编程控制器PLC 压力控制信号。
由可编程控制器PLC 实现对加压泵的变频运行或工频运行的自动控制。
变频调速恒压供水装置应用于水泵调速节能效果非常显著。
变频调速恒压供水装置可根据用户需要设置恒压值,实现恒压供水的目的。
当供水能力与用水量平衡时变频装置工作在恒压值上,假设用水量减少时,供水流量g Q 大于用水量y Q 则供水压力g P 升高,引起反馈压力信号增加,反馈压力信号与PID 调节器预先设定目标信号比较后的合成信号下降,PID 调节器传输给变频器的转速控制信号减小,变频器输出频率b F 下降引起加压泵电机转速n 下降,由于电动机转速n 下降引起加压泵供水流量g Q 下降直到管道压力信号回到预先设定的目标值,供水能力与用水流量又重新平衡y g Q Q 。
假设用水量增大时,供水流量g Q 小于用水流量y Q ,则供水压力g P 下降,引起反馈压力信号值减小,反馈压力信号与PID 调节器预先设定目标信号比较后的合成信号上升, PID调节器传输给变频器的转速控制信号增大,变频器输出频率Fb上升引起加压泵电机转速n 上升,由于电动机转速n上升引起加压泵供水流量g Q上升直到管道压力信号回到预先设定的目标值,供水能力等于用水流量yQ ,又到达新的平衡实现恒压供水。
变频恒压供水工作原理

变频恒压供水工作原理标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII变频恒压供水工作原理产品工作原理:全自动变频调速供水设备是应用先进的现代控制理论,结合可编程控制技术、变频控制技术、电机泵组控制技术的新型机电一体化供水装置。
该设备通过安装在水泵出水总管上的远传压力表(内为一滑动电阻),将出口压力转换成0-5V电压信号,经A/D转换模块将模拟电压信号转换成数字量并送入可编程序控制器,经可编程内部PID运算,得出一调节参量并将该参量送入D/A转换模块,经数摸转换后将得出模拟量传送变频器,进而控制其输出频率的变化。
设备采用多泵并联的供水方式,用户用水量的大小决定了投入运行的水泵的数量,当用水量较小时,单台泵变频工作,当用水量增加,水泵运行频率随之增加,如达到水泵额定输出功率仍无法满足用户供水要求时,该泵自动转换成工频运行状态,并变频启动下一台水泵。
反之,当用水量减少,则降低水泵运行频率直至设定下限运行频率,如供水量仍大于用水量,则自动停止工频运行泵同时变频泵转速增加。
当用水量降至某一程度时(如夜间用水很少时),变频主泵停止工作,改由辅泵及小型气压罐供水。
产品特点:※采用先进的供水专用变频器※最新供水专利技术※全中文人机界面,操作简单※RS485远程通讯※压力控制精度5‰※压力频率全数字显示※一次水高、低水位报警※供水压力过压、欠压保护※系统故障自诊断※水泵过载、过流保护※水泵软启动,软切换※适用于各种泵站※故障水泵自动切除运行系统※体积小,安装调试方便※全部进口低压电器集成,运行更安全可靠※优化的控制软件更利于系统节能运行变频恒压供水控制器采用最新微电脑设计处理器设计制造配备液晶中文显示,参数显示、设定一目了然,故障时弹出供货商公司名称及2个服务电话(可按要求设置),多达75个功能参数项、9种应用宏选择,能满足五台以下的所有运行程序,其主要特点有:1.外部接线简单:用户只需通过菜单设置,即可使控制器适用于不同的供水控制系统;无需改变复杂的外部接线。
为什么要选用变频恒压供水

为什么要选用变频恒压供水:1.变频调速给水的供水压力可调,可以方便地满足各种供水压力的需要。
2.目前,变频器技术已很成熟,在市场上有很多国内外品牌的变频器,这为变频调速供水提供了充份的技术和物质基础。
3.变频调速恒压供水具有优良的节能效果。
4.使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
5.使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求。
摘要:本设计主要是针对我公司化工成品车间供水系统的恒压供水设计,实现供水水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高,在泵站供水中可完成多种功能。
从当前节能技术的实践出发,阐述了PLC控制技术和变频调速技术在供水系统中的应用。
在分析水压控制的工作流程的基础上,给出了PLC 控制系统的硬件和软件设计。
引言恒压供水的基本思路是:采用电机调速装置控制水泵组调速运行,并自动调整水泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节能的目的。
系统任意设定供水压力值,其与反馈总管的实际压力值通过PID 调节后控制调速装置,以调节水泵机组的运行速度,从而调节系统的供水压力。
该系统采用变频器和PLC进行联合控制。
变频器采用PID恒定控制,它采集外部信号作为反馈信号。
PLC对水泵的运行模式、机组的选择及机组的起动停止等进行控制。
以上控制信号都为PLC的输入信号。
变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力,经变频器的内置PID调节器运算后,调节输出频率,实现管网的恒压供水。
变频器的频率超限信号(一般可作为管网压力极限信号)可适时通知PLC进行变频泵逻辑切换。
为防止水锤现象的产生,泵的启停将联动其出口阀门。
二、PID控制根据反馈控制原理,我们要想保持水压的恒定,因此就必须引入水压反馈值与给定值比较,从而形成闭环系统。
但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统,现代控制和PID 相结合的方法,在压力波动较大时使用模糊控制,以加快响应速度;在压力范围较小时采用PID控制来保持静态精度。
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。
简述变频调速恒压供水技术

简述变频调速恒压供水技术摘要:近年来,随着建筑业和电子技术的发展,建筑给排水工程也在创新和节能方面得到了相应的发展。
特别是随着交流电机调速技术越来越成熟,变频器被越来越多的应用于建筑供水系统上。
我们的工程技术人员通过变频调速恒压供水设备的安装使用,对变频调速技术有了一定的了解。
关键词:变频器变频调速恒压供水供水系统1 前言:生活供水既要满足用水高峰和低谷时的不同流量要求,还要保证相对恒定的供水压力,以确保供水质量。
加压水泵是根据用水高峰时的流量和压力来选择的。
但在用水低谷时,水泵在小流量或小流量以外工况下工作,这时就会有相当一部分的能量损失,造成极大的浪费;而如果选择较小功率的水泵,在用水高峰时,随着用水量的增加,水泵出口压力会降低,可能造成部分高层住户无水用的状况,严重地影响居民的用水生活质量。
在这种情况下,采用变频恒压供水装置,上述难题就迎刃而解。
2 变频器工作原理变频器的工作原理主要是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路可分为电压型和电流型两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。
它由三部分构成,一是将工频电源变换为直流功率的“整流器”,二是吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,三是将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
3 变频调速恒压供水技术3.1 工作原理:根据用户需要,先设定供水压力值(可调),然后运行,压力变送器检测管网压力变为电信号送至PID微机控制器,经分析处理输出信号控制变频器。
当用水量增加时,其输出压力及频率升高,水泵转速增加,出水量增加。
当用水量减少时,使水泵转速减小保持管网压力恒定,运行在设定压力值。
在多台水泵运行时,逐台泵启动,由变频转工频,增加出水量;用水量减小时,逐机先启动的先停运,减少出水量,水泵循环工作。
3.2 主要功能特点:不用设高低位水箱(池),减少占地面积和建筑成本充分利用市政管网压力,节能环保系统恒定压力供水,确保供水质量水池低水位(设低位水池时)自动监测、报警并停机,当水位恢复时自动回复工作状况全自动运行,另有手动运行方式,操作简便可以直接以实际数字值设定和显示工作压力,客观明了预置RS485/232通信口,方便实现远程计算机监控,自动化程度高可以随时改变供水设定压力(但不能超过水泵的最大扬程)泵组循环工作,最大限度保护泵组电机3.3 系统硬件构成系统采用压力传感器、PLC和SAJ变频器作为中心控制装置,实现所需功能。
变频器单泵恒压供水及定时供水系统设计图解

变频器单泵恒压供水及定时供水系统设计图解当用水系统用水量较小时,可以采纳变频器调速掌握的单泵恒压供水系统,本文争论与此相关的几个问题。
1.单台水泵的变频调速恒压供水系统是如何工作的?实现单台水泵的变频调速恒压供水有一个前提,就是水泵电动机以额定转速运行(工频50Hz运行)时供应的水量,能够满意该供水系统的最大用水需求,否则应当选用出水量更大的水泵,或采纳多泵供水方案。
单泵恒压供水系统示意图如图1所示。
采纳PID掌握的闭环掌握模式。
水泵电动机M由变频器供电;SP是压力变送器,它与变频器之间使用一条三芯屏蔽线连接,其中红线和黑线由变频器向SP供应24V工作电源,绿线和黑线向变频器传送压力变送信号,即PID反馈信号XF,送到变频器的VPF端;而恒压供水的目标信号XT则由电位器RP调整设定后送到变频器的VRF端。
起动运行后,假如用水量渐渐增大,则水泵出水压力就有所降低,压力变送器SP输出信号减小,即变频器输入的反馈信号XF减小,在变频器的PID掌握作用下,变频器输出频率上升,电动机转速加快,水泵出水量增加,快速使出水压力恢复到目标信号给定的水平上。
运行中假如用水量有所削减,出水压力上升,通过与上相反的掌握过程,同样可以使出水压力得以稳定,实现恒压供水的目标。
2.单泵恒压供水系统中用水量与PID调整量之间是怎样的关系?这里以图示的方法介绍两者之间的关系。
参见图2。
在时间0~t1阶段,供水系统用水量Q持续稳定,供水压力稳定,反馈信号XF 没有变化,PID掌握信号为0,水泵电动机以既有速度运转。
在时间t1~t2阶段,用水量Q上升,压力下降,反馈信号XF减小,PID掌握电路快速作出反应,输出一个正向的PID掌握信号(见图2c),使变频器输出频率fX增高,水泵出水量增大,维持了水压的稳定。
由图2可见,在t1~t2时间段,流量有较大的变化(见图2a),而供水压力变化却很小(见图2b),这就是所谓恒压供水的掌握效果。
BPC系列变频调速恒压供水设备技术方案

BPC系列变频调速恒压供水设备技术方案一、技术方案概述BPC系列变频调速恒压供水设备是一种智能化的水泵控制系统,它通过调整水泵的转速,来实现恒定的水压和稳定的供水流量。
在传统的供水系统中,水泵通常采用定速运行,无法根据实际需求进行灵活调节,导致水压波动过大,供水不稳定,并且能耗较高。
而BPC系列供水设备采用先进的变频器技术,能够根据实际需求自动调整水泵的转速,从而保持恒定的水压和供水流量,实现供水稳定和能耗节约。
二、技术方案特点1.变频器技术:BPC系列供水设备采用变频器技术,能够调整水泵的转速,实现精准的水压控制。
变频器可以根据需求自动调节水泵的转速,从而使得供水系统能够根据实际需求进行灵活调节,保持恒定的水压。
2.PID控制算法:BPC系列供水设备采用PID控制算法,能够实现精确的水压控制。
PID控制算法通过根据实时的水压信息,自动调整水泵的转速,并根据反馈信号对控制算法进行修正,从而实现恒定的水压和稳定的供水流量。
3.智能化控制:BPC系列供水设备采用智能化控制系统,能够实时监测和控制水泵的运行状态。
智能化控制系统可以根据不同的供水需求,调整水泵的运行模式,并对水泵的运行状态进行实时监测,保证供水系统的安全和稳定运行。
4.节能环保:BPC系列供水设备能够根据实际供水需求进行灵活调节,避免了无效供水和能耗浪费。
同时,变频调速技术还可以减少水泵的启停频率,延长水泵的使用寿命,降低维护成本,并且减少噪音和振动,环保节能。
5.用户友好:BPC系列供水设备采用触摸屏控制面板和人机界面,操作简单方便。
用户可以通过触摸屏控制面板对供水设备进行设置和操作,同时可以实时监测供水设备的运行状态和供水参数。
三、技术方案应用领域总之,BPC系列变频调速恒压供水设备是一种先进的水泵控制系统,能够实现水压恒定、供水稳定、能耗节约等优点。
它采用变频器技术和PID控制算法,配备智能化控制系统,能够根据实际需求自动调整水泵的转速,保持恒定的水压和供水流量。
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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应用 (1)1.1. 变频调速恒压供水的目的和意义 (1)1.2变频调速恒压供水的应用 (1)2.变频调速恒压供水系统 (2)2.1供水系统的基本特性 (2)2.2变频恒压供水系统的构成及工作原理 (2)2.2.1系统的构成 (2)2.2.2变频调速恒压供水系统原理 (3)2.2.3变频恒压控制理论模型 (4)3.变频恒压供水系统设计 (6)3.1控制方案 (6)3.2变频恒压控制系统构成 (6)3.3系统的硬件设计 (8)3.4系统的软件设计 (9)3.4.1 PLC的定义及特点 (9)3.4.2 PLC的工作原理 (9)3.4.3.I/O接线图 (10)4.器件的选型 (11)4.1变频器选型 (11)4.1.1.变频器的控制方式 (11)4.1.2.变频器容量的选择 (11)4.1.3.系统主电路外围设备选择 (12)5.变频器参数的设置 (16)5.1参数复位 (16)5.2电机参数设置 (16)总结 (17)参考文献 (18)1.变频调速恒压供水系统的现状和应用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。
1.2变频调速恒压供水的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.变频调速恒压供水系统2.1供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q),前提是供水系统管路中的阀门开度不变。
扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。
由图2.1的扬程特性表明,流量q越大,扬程h越小。
在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量q的大小主要取决于用户的用水情况。
管阻特性是以水泵的转速不变为前提,阀门在某一开度下,扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。
管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。
由图2.1可知,在同一阀门开度下,扬程h越大,流量q也越大,流量q的大小反映了系统的供水能力。
扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的平衡工作点,如图2.1中a点。
在这一点,用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性,系统稳定运行。
当用水流量和供水流量达到平衡时,扬程ha稳定,供水系统的压力也保持恒定。
图2.1 供水系统的基本特性2.2变频恒压供水系统的构成及工作原理2.2.1系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的S7-200 plc作为控制器,变频器MM440是频率调节器,交流接触器和电动机作为执行机构,压力传感器作为控制的反馈元件。
S7-200 plc 选用内部控制模块CPU224,模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid 模块CPU224有14路输入/10路输出,对于小型的控制系统而言够用。
pid 模块使用方便,在软件中只需要配置pid 的每个参数。
三相交流电与MM440的电源输入口连接,经过变频器变频后的交流电接异步电动机,异步电动机带动水泵转动。
S7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器,交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电,主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。
S7-200的模拟输出口输出控制电压信号给MM440的模拟电压输入口ain1+和ain1-,该控制电压主要调节交流电的频率。
压力传感器从供水网络中反馈压力信号,压力信号经过滤波放大后输入给S7-200的模拟输入口。
2.2.2变频调速恒压供水系统原理1.电动机的调速原理水泵电机多采用三相异步电动机,而其转速公式为: (2.1) 式中:f 表示电源频率,p 表示电动机极对数,s 表示转差率。
从上式可知,三相异步电动机的调速方法有:(l) 改变电源频率(2) 改变电机极对数(3) 改变转差率改变电机极对数调速的调控方式控制简单,投资省,节能效果显著,效率高,但需要专门的变极电机,是有级调速,而且级差比较大,即变速时转速变化较大,转矩也变化大,因此只适用于特定转速的生产机器。
改变转差率调速为了保证其较大的调速范围一般采用串级调速的方式,其最大优点是它可以回收转差功率,节能效果好,且调速性能也好,但由于线路过于复杂,增加了中间环节的电能损耗,且成本高而影响它的推广价值。
下面重点分析改变电源频率调速的方法及特点。
根据公式可知,当转差率变化不大时,异步电动机的转速n 基本上与电源频率f 成正比。
连续调节电源频率,就可以平滑地改变电动机的转速。
但是,单一地调节电源频率,将导致电机运行性能恶化。
随着电力电子技术的发展,已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置,它们促进了变频调速的广泛应用。
2.变频恒压控制系统节能原理供水系统的扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提,表明水泵()601f n s p =-在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线,如图2.1所示。
由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量的大小主要取决于用户的用水情况,因此,扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Qu间的关系H=f(Qu)。
而管阻特性是以水泵的转速不变为前提,表明阀门在某一开度下扬程H与流量Q之间的关系曲线,如图2.1所示。
管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。
由于阀门开度的改变,实际上是改变了在某一扬程下,供水系统向用户的供水能力。
因此,管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H=f(Qc)。
扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的工作点,如图2.1中A点。
在这一点,用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性,系统稳定运行。
变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。
通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵做成一体,通过变频器调节异步电机的转速,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。
因此,供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的2.2.3变频恒压控制理论模型变频恒压控制系统以供水出口管网水压为控制目标,在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。
设定的供水压力可以是一个常数,也可以是一个时间分段函数,在每一个时段内是一个常数。
所以,在某个特定时段内,恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上从图2.2中可以看出,在系统运行过程中,如果实际供水压力低于设定压力,控制系统将得到正的压力差,这个差值经过计算和转换,计算出变频器输出频率的增加值,该值就是为了减小实际供水压力与设定压力的差值,将这个增量和变频器当前的输出值相加,得出的值即为变频器当前应该输出的频率。
该频率使水泵机组转速增大,从而使实际供水压力提高,在运行过程中该过程将被重复,直到实际供水压力和设定压力相等为止。
如果运行过程中实际供水压力高于设定压力,情况刚好相反,变频器的输出频率将会降低,水泵的转速减小,实际供水压力。
因此而减小。
同样,最后调节的结果是实际供水压力和设定压力相等。
图2.2变频恒压供水系统的控制原理框图3.变频恒压供水系统设计3.1控制方案选用通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器这种方案这种控制方式灵活方便。
具有良好的通信接口,可以方便地与其他的系统进行数据交换,通用性强;由于PLC产品的系列化和模块化,用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统。
在硬件设计上,只需确定PLC的硬件配置和I/O 的外部接线,当控制要求发生改变时,可以方便地通过PC机来改变存贮器中的控制程序,所以现场调试方便。
同时由于PLC的抗干扰能力强、可靠性高,因此系统的可靠性大大提高。
该系统能适用于各类不同要求的恒压供水场合,并且与供水机组的容量大小无关3.2变频恒压控制系统构成PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统,该系统的控制流程图如图3.1所示:图3.1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出,系统可分为:执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分,具体为:(1)执行机构:执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,其中由一台变频泵和两台工频泵构成,变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定;工频泵只运行于启、停两种工作状态,用以在用水量很大(变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时)的情况下投入工作。