無(wú)負壓給水系統變頻器調速基本工作原理技術(shù)分析

      無(wú)負壓給水系統變頻調速技術(shù)的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過(guò)改變電動(dòng)機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。

 

（一）無(wú)負壓給水系統變頻調速傳動(dòng)的目的

      我國能源利用效率低下，主要原因是粗放型經(jīng)濟增長(cháng)方式，結構不合理、技術(shù)裝備落后、管理水平低。采用變頻器對機械設備進(jìn)行轉速控制，對節約能源、提高經(jīng)濟效益具有重要意義。變頻器在省力化、自動(dòng)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品合格率方面的應用與在節能領(lǐng)域同樣重要。機械設備采用變頻調速傳動(dòng)，可以增加設備的使用壽命，減小機械設備的噪音，使設備小型化，工作環(huán)境、生活環(huán)境更具有舒適性。

 

      從調速時(shí)的能耗觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，有高效調速方法與低效調速方法兩種：高效調速指時(shí)轉差率不變，因此無(wú)轉差損耗，如多速電動(dòng)機、無(wú)負壓給水系統變頻調速以及能將轉差損耗回收的調速方法（如串級調速等）。有轉差損耗的調速方法屬低效調速，如轉子串電阻調速方法，能量就損耗在轉子回路中；電磁離合器的調速方法，能量損耗在離合器線(xiàn)圈中；液力偶合器調速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來(lái)說(shuō)轉差損耗隨調速范圍擴大而增加，如果調速范圍不大，能量損耗是很小的。

 

（二）無(wú)負壓給水系統變頻調速應用的行業(yè)生產(chǎn)范圍

      變頻調速技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展日趨成熟，變頻技術(shù)在鋼鐵、扎制銅線(xiàn)、化學(xué)、纖維、汽車(chē)、電氣機械、機床、食品、造紙、水泥、礦業(yè)、煤氣、交通、裝卸搬運、工廠(chǎng)建筑、農業(yè)、生活服務(wù)、電力、實(shí)驗研究、石油等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展與應用。變頻技術(shù)已經(jīng)與我們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。目前，冰箱、空調、電動(dòng)車(chē)等家用電器已經(jīng)采用相關(guān)的變頻技術(shù)。

 

（三）變頻調速傳動(dòng)的特點(diǎn)

      無(wú)負壓給水系統采用變頻器對機械設備進(jìn)行轉速控制，變頻調速傳動(dòng)的特點(diǎn)是可以使標準電動(dòng)機調速，可以連續調速，電動(dòng)機啟動(dòng)電流小，較高速度不受電源影響，電動(dòng)機可以高速化、小型化、防爆容易，低速時(shí)定轉矩輸出，可以調節加減速的大小，可以使用籠型電動(dòng)機不需要維護電動(dòng)機。

 

（四）無(wú)負壓給水系統變頻器的工作原理

      無(wú)負壓給水系統變頻器電路方式有交一交變頻和交一直一交變頻兩種電路?；竟ぷ髟頌檎髌鲗⒔涣髯?yōu)橹绷?，平滑波電路將直流電平滑，逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率可調的交流電，變頻器的基本構成。

1.交－交變頻器是指無(wú)直流中間環(huán)節，直接將電網(wǎng)頻率的電壓變換為頻率比電網(wǎng)頻率低而可變的輸出電壓的變換器。

2.交－直－交變頻器的工作原理。目前應用較廣泛的是交－直－交變頻器。其工作原理是先將三相或單相不可調工頻電源經(jīng)過(guò)整流橋整流成直流電，再經(jīng)過(guò)逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調的交流電，以實(shí)現無(wú)級調速。交－直－交變頻器的主電路有電壓型變頻和電流型變頻。電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器；電流型是指將電流源的直流變換為交流的變頻方式?？刂品绞揭卜譃殡妷嚎刂坪碗娏骺刂苾煞N。這兩種方式不管主電路方式是電壓型還是電流型都可以適用。

 

（五）無(wú)負壓給水系統變頻器的質(zhì)量性能指標

      1.在0.5HZ時(shí)能輸出多大的起動(dòng)轉矩?比較優(yōu)良的變頻器在0.5HZ時(shí)、22KW以下能輸出200％高起動(dòng)轉矩，30KW以上能輸出180％的起動(dòng)轉矩。

      2.速度調節范圍控制精度能達多久，轉矩控制精度能達多大?高性能的變頻器速度控制精度能達±0.005％，轉矩控制精度能達±3％。

      3.在低轉速時(shí)的脈沖情況。高質(zhì)量的變頻器在1HZ時(shí)轉速脈沖只有1.5r／min。

      4.噪聲及諧波干擾。噪聲及諧波干擾是衡量一個(gè)變頻器的重要標準，采用IGBT、IPM器件調制頻率較采用GTO、GTR調制頻率高。雖然高次諧波始終存在，但是如果控制方式較好，可以減少一些諧波量。

      5.發(fā)熱量。變頻器發(fā)熱量大，證明功耗大、效率低、通風(fēng)散熱系統不好，變頻器的壽命相應受到影響。 

 

無(wú)負壓供水系統簡(jiǎn)介

     水是人類(lèi)的生命的源泉，人類(lèi)生存不可一日無(wú)水。

     隨著(zhù)我國城鎮化水平面的不斷提高，城市人口急劇增加，城市居民住宅的不斷擴建與改造，住宅樓層不斷加高，城市面積不斷擴大，原有市政管網(wǎng)的壓力日顯不足，大部分地區普遍存在著(zhù)用水高峰期高層供水壓力過(guò)低，高層用用戶(hù)用水困難。

     所以大部分建筑增設二次加壓設備，修建蓄水池和高位水箱，能過(guò)水泵二次加壓供水，但這種傳統二次加壓設備存在投資大、水源容易受二次污染等許多缺點(diǎn)。

     我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的全自動(dòng)無(wú)負壓給水設備是可以串接在市區政管網(wǎng)上給用戶(hù)進(jìn)行二次加壓的一種給水設備不需要建造蓄水池、高位水箱、，直接串接在市政管網(wǎng)上，設備正常運行時(shí)不會(huì )對市政管網(wǎng)形成負壓（吸水）， 符合我國《城市供水條例》的要求，可以充分利用市政管網(wǎng)原有壓力，采用變頻調速給水方式節能效果極其顯著(zhù)。推向市場(chǎng)以后深受方大用戶(hù)的青睞。

    控制系統根據用水量的多少自動(dòng)調節單臺水泵或多臺水泵的投入或退出運行,實(shí)現了較大限度的合理用水,既保證了恒壓供水,又達到了節電的目的.

 

    控制系統工作時(shí),由變頻器控制的水泵以低頻率軟啟動(dòng),逐漸加速,安裝在出水管路上的壓力傳感裝置實(shí)時(shí)檢測管網(wǎng)壓力并把壓力信號轉換為電信號輸出至控制器,控制器進(jìn)行運算、處理后將指令信號傳遞給變頻器,使變頻器調整輸出功率,進(jìn)而控制水泵電機轉速,同時(shí)改變水泵流量,使之滿(mǎn)足管網(wǎng)設定壓力并保持恒定。停止用水時(shí),水泵電機處于休眠保壓狀態(tài)。

 

無(wú)負壓供水系統工作原理

     設備正常投入使用時(shí)，市政管網(wǎng)的水進(jìn)入無(wú)負壓穩流罐，罐內的空氣從排氣閥大量排出。當空氣排完時(shí)，閥內浮球被除水浮起，傳動(dòng)塞頭至關(guān)閉位置，慢慢關(guān)閉排氣口，停止排氣，防止出水，當穩流罐內水流正常輸送時(shí)，如有少量空氣聚集在閥內到相當程度，閥內水位下降，浮球隨之下降，此時(shí)空氣則由排氣孔排出。

     無(wú)負壓供水系統正常運行過(guò)程中，當市政管網(wǎng)供水量不足時(shí)，市政進(jìn)水管管內水流空時(shí)，或穩流罐內水壓低于大氣壓時(shí)，穩流罐內水位下降，浮球隨之下降，帶動(dòng)塞頭開(kāi)啟，吸入空氣，使穩流罐內保持大氣壓力，不至對市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓。

     當市政管網(wǎng)中壓力低于用戶(hù)所需的設定壓力時(shí)，水泵變頻調速運行，保證用戶(hù)管網(wǎng)壓力符合用戶(hù)用水的要求。市政管網(wǎng)水壓越高。水泵的轉速越低，市政管網(wǎng)水壓越低，水泵的轉速越高。當市政管網(wǎng)供水壓力達到用戶(hù)要求時(shí)，設備自動(dòng)停止工作，市政管網(wǎng)的水通過(guò)旁通管直接供給用戶(hù)使用。

     當市政管網(wǎng)停水時(shí)，穩流罐內水位逐漸下降，當降至較低水位時(shí)，穩流罐上的液位計發(fā)出停機信號，設備自動(dòng)停止運行并顯示缺水保護信號。

     當電網(wǎng)停電時(shí)，設備停機，市政管網(wǎng)的水直接從設備旁通管供應到用戶(hù)。

 

無(wú)負壓供水系統特點(diǎn)

     1、無(wú)需設置蓄水池和高位水箱

          無(wú)負壓供水系統直接串接市政管網(wǎng)，不需建造蓄水池和高位水箱，節省工程投資，減少建筑面積的占用。

          當市政管網(wǎng)供水量足夠時(shí)，無(wú)負壓穩流罐體積較小，整套設備占地很小，設備安裝只需接通進(jìn)出水管道即可，極為方便。

     2、無(wú)水源的二次污染

         無(wú)負壓穩流罐及整套設備管路均為密閉式，從市政管網(wǎng)一直到用戶(hù)水龍頭，均不會(huì )受到空氣中的雜物和污物的二次污染，無(wú)負壓穩流源流罐過(guò)流部分均采用食品容器內壁涂料防腐處理，涂料和無(wú)負壓給水設備整機均符合相關(guān)食品衛生標準。

     3、節能效果顯著(zhù)

         傳統的二次加壓供水方式采用蓄水池和高位水箱，市政管網(wǎng)供水壓力放入蓄水池時(shí)能量損失殆盡，能源浪費嚴重。

         采用無(wú)負壓穩流罐后，市政管網(wǎng)供水壓力直接疊加在給水泵進(jìn)口，水泵只需補充市政管網(wǎng)壓力不足部分，整機節能效果顯著(zhù)。

     4、無(wú)需設置穩壓泵和大體積氣壓罐

         一般變頻給水設備為了保證用戶(hù)晚間小流量用水量或零流量進(jìn)管網(wǎng)的泄漏時(shí)避免頻繁啟動(dòng)給水泵，均設有流量較小的穩壓泵和大容積氣壓罐，既增加了給水設備的一次性投資，也增加了設備的運營(yíng)費用（晚間穩壓泵的運行電耗）。

         晚間等用水低峰期時(shí)，市政管網(wǎng)的供水壓力和供水量基本都能滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，采用無(wú)負壓穩流給水設備后，市政管網(wǎng)的原有壓力被充分利用，市政管網(wǎng)的水直接供給用戶(hù)使用，設備無(wú)需設備穩壓泵和大容積穩壓氣壓罐，投資節省，且顯著(zhù)提高設備運行時(shí)的節能效果。

 

無(wú)負壓供水系統應用范圍

      適用于任何自來(lái)水壓力不足地區供水

          ● 高、低層民用、工業(yè)建筑的生活用水。

          ● 低層自來(lái)水壓力不能滿(mǎn)足要求的各類(lèi)用水。

          ● 改造原有的氣壓供水設備，可以充分利用原有的氣壓罐。

          ● 已經(jīng)建好水池的，可以采用無(wú)負壓設備與水池共用的供水方式，進(jìn)一步節能。

          ● 自來(lái)水廠(chǎng)的供水中間加壓泵站。

          ● 工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水等。

          ● 各種循環(huán)水系統。

 

無(wú)負壓供水系統工作環(huán)境

        1、電源電壓波動(dòng)≤±10%；

        2、周?chē)h(huán)境溫度：-10℃—+40℃（不凍結）；

        3、空氣相對濕度：20%—90%（無(wú)凝露）；

        4、 海拔高度：≤1000m；

        5、無(wú)導電塵埃及能腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場(chǎng)所；

        6、無(wú)爆炸危險的場(chǎng)所；

        7、震動(dòng)：＜5.9m/s2(0.6G),傾斜度：≤5度的場(chǎng)所；

        8、有防雨防震設備和無(wú)水蒸汽的場(chǎng)所；