變頻器在恒壓供水控制系統中的應用帶實(shí)例

1 引 言

      在送水工程中，為了維持恒壓供水而又節能，除了不用大桶槽或虛耗能源的節流閥而能維持恒壓，還必須防止泵浦急速開(kāi)停循環(huán)而導致壓力涌浪。采用變頻器是個(gè)好的解決方法，但在控制上需要技巧。一般變頻器由外部PLC或PID控制器接受運轉指令，整合調整有一定難度并且比較耗時(shí)。臺達 VFD-F水泵專(zhuān)用變頻器使用內建泵浦控制邏輯，大幅簡(jiǎn)化了送水系統的變速控制。

2　恒壓供水設備變頻調速特性

按照電機理論，電機轉速公式為：

      ：P為電動(dòng)機的極對數，S為轉差率，f為供電電源頻率，n為電動(dòng)機的實(shí)際轉速。從公式可以看出，電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可平滑地調節電機轉速，從而可以連續方便地改變風(fēng)機的風(fēng)量。風(fēng)機是泵類(lèi)負載，屬平方轉矩負載，其轉速n、流量Q、壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n, H∝n2, P∝n3，即流量與轉速成正比，壓力與轉速平方成正比，軸功率與轉速立方成正比。

      由上述分析可知，通過(guò)改變電動(dòng)機轉速就可方便地改變風(fēng)機的風(fēng)量，保證空氣燃料比的優(yōu)化；通過(guò)改變電動(dòng)機轉速，可以有效保證系統期望的工況，降低系統的電動(dòng)損耗。在監控系統中使用變頻調速技術(shù)（變頻器）有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）可方便地實(shí)現電機軟起動(dòng)、自由停車(chē)。電機均通過(guò)變頻器或軟起動(dòng)從0—50HZ作緩慢加速起動(dòng)，減少了機泵因突然高速起動(dòng)所帶來(lái)的影響，減少了直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊；

（2）可提高功率因數，改善電動(dòng)機電源質(zhì)量，保證電動(dòng)機的功率與實(shí)際負荷相匹配，達到系統節能運行的目的；

（3）可消除機泵的喘振現象，使機泵運行處于最佳工況狀態(tài)；

（4）可方便地實(shí)現自動(dòng)控制，使被調節量得到更平穩的調節，增強了系統的穩定性和可靠性。

使用變頻調速技術(shù)不僅調節方便，而且節能效果也是很明顯的，設電動(dòng)機額定功率為PN，額定轉速為nN, 轉速為n時(shí)實(shí)際輸出功率為P，則節能（用功率表示）△P可以表示為：

如取，則△P=0.67PN , 即節能效果在理想情況下可達到67%，可見(jiàn)只要采用變頻調速技術(shù)，用變頻調速其節能效果是很顯著(zhù)的。

3 基于變頻調速的恒壓供水控制系統

      基于變頻調速的恒壓供水控制系統如圖1所示。在圖1控制系統中，壓力及流量是泵浦控制的兩個(gè)重要參數。VFD-F可借助壓力或流量傳感器回傳的電壓或電流信號持續跟蹤壓力及流量，泵浦按預先設定的運轉方式工作或停止,可大幅度節電并延長(cháng)馬達及泵浦的使用壽命?？刂贫嗯_泵浦為了提高流量，可使用一臺以上泵浦組成控制系統，VFD-F可使用內建Relay(或選購Relay卡)控制額外泵浦在需要時(shí)的起動(dòng)或停止，以維持恒壓。VFD-F變頻器參數的特別設置，可防止擾人的開(kāi)開(kāi)停停，提供泵浦之間平順的轉移及維持壓力在容許的誤差范圍。VFD-F可控制任何以馬達驅動(dòng)的泵浦，內建最小速度設定點(diǎn)可符合深井泵馬達制造廠(chǎng)家的最低速度要求。由于VFD-F變頻器可使用V/F曲線(xiàn)，設定提供低速能達到100%的額定轉矩，提供正排量泵浦低轉速時(shí)所需的轉矩，使用者不必加大變頻器與馬達容量，使用Line-shaft透平泵浦時(shí)可消除危險轉速。

4　結束語(yǔ)

      泵浦控制系統在各種類(lèi)型的水站和供配水站有廣泛的應用，文中討論的只是最簡(jiǎn)單的應用情況。由于臺達VFD-F變頻器是系列產(chǎn)品，有廣泛的適應性，歡迎對產(chǎn)品感興趣的用戶(hù)與我們合作。