恒壓變頻供水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及基本知識(shí)

1、恒壓變頻供水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及基本知識(shí) 恒壓供水設(shè)備流量計(jì)算方式報(bào)價(jià)詳情一、變頻恒壓供水設(shè)備概述：變頻恒壓供水設(shè)備可配備恒壓供水專(zhuān)用變頻器，并運(yùn)用模糊控制理論使系統(tǒng)運(yùn)行更加合理。另外本設(shè)備裝有“自動(dòng)” “手動(dòng)”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)供用戶選擇;延長(zhǎng)了水泵及電機(jī)的使用壽命，無(wú)水錘現(xiàn)象，電機(jī)變頻軟啟動(dòng);延長(zhǎng)了管道使用壽命，在不用水時(shí)或用水量較小的情況下，減少了管網(wǎng)壓力，使得管網(wǎng)不易破裂，極大地節(jié)約了管道的維修費(fèi)用;取消了高位水塔或水箱、氣壓罐。一方面解決了水的二次污染問(wèn)題，另一方面節(jié)省了建設(shè)它們的工程建設(shè)費(fèi);節(jié)電一般可達(dá)30%左右。因?yàn)榫用裼盟渴请S時(shí)間變化的，而ZBH變頻恒壓供水設(shè)備可根據(jù)用水量的變化，自動(dòng)改變

2、水泵轉(zhuǎn)速或增減水泵工作臺(tái)數(shù)達(dá)到恒壓供水，達(dá)到節(jié)電目的;自動(dòng)化控制，克服了人工控制可能帶來(lái)的誤操縱，同時(shí)大大降低了操縱工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和人數(shù)，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱和遠(yuǎn)程監(jiān)控;功能齊全。有多種保護(hù)功能：過(guò)載、過(guò)熱、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、缺相等。各種工作狀態(tài)都有指示燈顯示。產(chǎn)品適用范圍：從自來(lái)水公司供水系統(tǒng)中取水的用戶。例如：城市高層建筑、住宅小區(qū)的用水從地表下或水池取水的用戶。例如：用深井泵或潛水泵直接從地下取水的用戶供熱系統(tǒng)鍋爐變頻定壓補(bǔ)水系統(tǒng) 。因其性能可靠、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 運(yùn)轉(zhuǎn)方便、 投資低廉、 被廣泛用于工礦企業(yè)、 城鎮(zhèn)、 農(nóng)村等中小區(qū)域供水系統(tǒng)，尤其適合于水源為自備水井、 地下水池及水庫(kù)等場(chǎng)合，我廠

3、生產(chǎn)該設(shè)備有十多年歷史，現(xiàn)已有數(shù)百套設(shè)備在運(yùn)行中，歡迎廣大用戶繼續(xù)選用該產(chǎn)品，我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)。 氣壓供水設(shè)備是給水管網(wǎng)系統(tǒng)中的一種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，既能確保供水系統(tǒng)中壓力的需要，又有一定調(diào)節(jié)容積，它具有與水塔或高位水箱的相似功能，故又稱(chēng)為無(wú)塔供水壓力罐。 氣壓供水設(shè)備利用空氣的可壓縮性，在用水泵直接供水的系統(tǒng)中，設(shè)置了一個(gè)與水泵供水管網(wǎng)相連接的氣壓罐。當(dāng)用水量小于水泵出水量時(shí)，罐內(nèi)水位上升，壓縮其中的空氣使壓力上升，當(dāng)壓力達(dá)到壓力控制器的上限值時(shí)，自動(dòng)切斷電源，水泵停止工作。此時(shí)氣壓罐中的空氣繼續(xù)將罐中水壓入供水管網(wǎng)。隨著罐內(nèi)水位不斷下降，壓力下降達(dá)到壓力控制器下限值時(shí)，自動(dòng)重新接通電源開(kāi)啟水

4、泵，給氣壓罐及管網(wǎng)供水，如此往復(fù)循環(huán)到對(duì)管網(wǎng)不間斷地供水要求。 當(dāng)水泵停止工作時(shí)，補(bǔ)氣罐中水位下降，外界空氣經(jīng)吸氣閥進(jìn)入補(bǔ)氣罐內(nèi)，待水泵啟動(dòng)時(shí)壓入氣壓罐內(nèi)，達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)氣的目的。1 / 13變頻恒壓供水的基本知識(shí)二、ZBH變頻恒壓供水的特點(diǎn)1. 節(jié)能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%-40%，能實(shí)現(xiàn)綠色用電。2. 占地面積小，投入少，效率高。3. 配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。4. 運(yùn)行合理，由于是軟起和軟停，不但可以消除水錘效應(yīng)， 而且電機(jī)軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費(fèi)用， 并且水泵的壽命大大提高。5. 由于ZBH變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染， 防止

5、了很多傳染疾病的傳染源頭。6. 通過(guò)通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)約了人力物力。三、節(jié)能原理由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵(電機(jī))的轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚(yáng)程與水泵(電機(jī))的轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚(yáng)程的乘積，故水泵的軸功率與水泵的轉(zhuǎn)速的三次方成正比(既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。流量基本公式： QN HN2 KW=Q*HN3以上Q代表流量，N代表轉(zhuǎn)速，H代表?yè)P(yáng)程，KW代表軸功率。例如：將供電頻率由50HZ降為45HZ，則P45/P50=(45/50)3= 0.729，即P45=0.729 P50;將供電頻率由5

6、0HZ降為40HZ，則P40/P50=(40/50)3= 0.512，即P40=0.512 P50。水泵一般是按供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)的最大工況需求來(lái)考慮的，而用水系統(tǒng)在實(shí)際使用中有很多時(shí)間不一定能達(dá)到用水的最大量，一般用閥門(mén)調(diào)節(jié)增大系統(tǒng)的阻力來(lái)節(jié)流，造成電機(jī)用電損失，而采用變頻器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)用水供應(yīng)，并可通過(guò)降低轉(zhuǎn)速節(jié)能收回投資。四、變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場(chǎng)合1、高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水;2、各類(lèi)工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等;3、中央空調(diào)系統(tǒng);4、自來(lái)水廠增壓系統(tǒng);5、農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉;6、各種流體

7、恒壓控制系統(tǒng)。五、變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水泵的輸出特性既決定于水泵的種類(lèi)，也隨供水管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力特性曲線不同而不同。離心式水泵的特性公式如下：(1) 式中，P為水泵的功耗(kW);Q為使用工況點(diǎn)的水泵流量(m3/s);H為使用工況點(diǎn)的揚(yáng)程(m);k為輸出介質(zhì)常數(shù)(kg/m3);為使用工況點(diǎn)的泵效率(%)。圖1 離心水泵的H-Q曲線圖1給出了離心式水泵的H-Q曲線，可見(jiàn)，在水泵的工作過(guò)程中，在等于原設(shè)計(jì)工況(點(diǎn)A)時(shí)效率最高，偏離這個(gè)工況(點(diǎn)在B、C兩點(diǎn)間)效率就會(huì)降低。根據(jù)水泵理論的相似定律，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，它的揚(yáng)程H、流量Q及水泵功率P也隨之變化，它們之間的關(guān)系可以表示為：(2) (

8、3)(4) 流量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比;揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速n的平方成正比;水泵功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。圖2 供水管網(wǎng)的H-Q曲線供水管網(wǎng)的H-Q曲線如圖2所示。管網(wǎng)裝置特性(H-Q)可根據(jù)閘閥全開(kāi)時(shí)測(cè)得的各種數(shù)據(jù)由式求得。其中Hj為水泵的進(jìn)出口水位高度差(m)，其大小與流量Q無(wú)關(guān); 為供水管路的阻力系數(shù)。管網(wǎng)特性曲線與泵特性曲線之交點(diǎn)即為泵的正常使用工況點(diǎn)。變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的核心在于使用一臺(tái)或幾臺(tái)變頻器對(duì)供水系統(tǒng)的水泵進(jìn)行變頻控制，使供水水泵盡量工作在最佳效率狀態(tài)。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理 圖3供水流量變化時(shí)的H-Q曲線在圖3中，水泵額定運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)D是泵的

9、特性曲線Nn與管路阻力曲線R1的交點(diǎn)。傳統(tǒng)的利用閥門(mén)控制的水泵，由于要減小流量，關(guān)小閥門(mén)，使閥門(mén)的摩擦阻力變大，阻力曲線從R1轉(zhuǎn)移到R1，揚(yáng)程則從H0升到H1，流量從Qn減小到Q1，運(yùn)行工況點(diǎn)從D點(diǎn)轉(zhuǎn)移到A點(diǎn)。而調(diào)速控制水泵時(shí)，閥門(mén)沒(méi)有開(kāi)關(guān)變化，因此阻力曲線R1不變。為使流量改變，需要改變水泵的轉(zhuǎn)速。如果把速度從Nn降到N1，特性曲線也從Nn轉(zhuǎn)移到N1。此時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)從D點(diǎn)轉(zhuǎn)移到C點(diǎn)，揚(yáng)程從H0下降到H3，流量從Qn減小到Q1。根據(jù)公式(1)求出，運(yùn)行時(shí)，在A點(diǎn)水泵的功耗為，C點(diǎn)水泵的功耗為 ，兩者的差值為： 。也就是說(shuō)，用閥門(mén)控制水泵流量時(shí)，有P功率被浪費(fèi)掉了，并且這個(gè)損耗隨著閥門(mén)的關(guān)小而

10、增加。 系統(tǒng)構(gòu)成與控制方式選擇針對(duì)給定的條件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于各泵容量相等，可只用一個(gè)變頻器，額定功率稍大于或等于泵的額定功率。由于變頻器的價(jià)格較高，因此不建議使用變頻器的雙余度備份，但可在保護(hù)和故障容錯(cuò)中做一定投資，以更好地保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行?？刂破骷c控制方案選擇如下：現(xiàn)階段使用較多的控制器件為：微處理器(單片機(jī)或DSP)、PLC或?qū)Ｓ米冾l器。專(zhuān)用變頻器的主要生產(chǎn)廠商有三菱、ABB等公司。不同的控制裝置在控制的原理上基本是一樣的，主要有PID調(diào)節(jié)器、變頻/工頻自動(dòng)切換、水網(wǎng)壓力檢測(cè)環(huán)節(jié)等，通過(guò)圖5所示連接而組成供水系統(tǒng)。為了保持供水管道的壓力恒定，就必須實(shí)時(shí)檢測(cè)管道壓力并回饋給供水控制器

11、，使其構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在最常用的控制器是以PID調(diào)節(jié)為主要手段，也有的采用了模糊控制等現(xiàn)代控制理論方法。變頻調(diào)速供水的恒壓值一般選用最不利點(diǎn)(管端)恒壓控制比較準(zhǔn)確，但該壓力信號(hào)傳輸距離太長(zhǎng)，一方面容易受到干擾，另一方面也容易出現(xiàn)故障，因此在用戶對(duì)供水精度要求不很高時(shí)，常以出水母管出口處壓力作為恒壓值進(jìn)行控制。對(duì)于專(zhuān)用變頻器，由壓力傳感器檢測(cè)到的管網(wǎng)壓力直接送入變頻器中的PID調(diào)節(jié)器輸入口;對(duì)微處理器(包括PLC)控制的系統(tǒng)，壓力設(shè)定值以及用戶管網(wǎng)壓力檢測(cè)值則送入微處理器中，經(jīng)內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，當(dāng)變頻器頻率達(dá)到最大時(shí)，若仍沒(méi)有達(dá)到壓力設(shè)定值，就進(jìn)行變

12、頻/工頻切換，同時(shí)重新給變頻器輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。壓力檢測(cè)值與壓力給定值差距越大，該輸出信號(hào)變化就越大。一旦管網(wǎng)壓力達(dá)到了設(shè)定值，該輸出控制信號(hào)就恒定下來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 在專(zhuān)用變頻器中，壓力給定值可以通過(guò)變頻器輸入設(shè)定，也可以通過(guò)電位器送入;而微處理器控制系統(tǒng)的壓力給定值也可通過(guò)相應(yīng)的裝置輸入。允許用戶在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置PID參數(shù)，通過(guò)調(diào)試選出最佳參數(shù)，達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定。一般情況下，PID方式的調(diào)節(jié)器就能夠滿足供水管壓力的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。然而，這種類(lèi)型的閉環(huán)系統(tǒng)也存在著一些難以解決的問(wèn)題，比如在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，水泵電機(jī)會(huì)出現(xiàn)速度超調(diào)甚至不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對(duì)整個(gè)的供水設(shè)備具有很大的破壞性，還會(huì)減小整個(gè)系統(tǒng)的

13、效率。這些問(wèn)題只能通過(guò)選定最優(yōu)的PID參數(shù)或修改PID算法來(lái)解決。在此不作詳細(xì)的分析。各條件下供水具體控制方式恒壓供水的起動(dòng)與停機(jī)：在水泵出口母管處裝設(shè)壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號(hào)送入控制器，控制器將接收到的信號(hào)進(jìn)行比較、運(yùn)算，并發(fā)出指令，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。如果檢測(cè)得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)起動(dòng)。變頻器帶1#泵軟起動(dòng),此時(shí)1#泵處于變頻調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)，變頻器根據(jù)收到的信號(hào)隨時(shí)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。當(dāng)1#泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速仍不能滿足水壓值要求時(shí)，則該水泵自動(dòng)切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行，變頻器則控制2#水泵，使之軟起動(dòng)并運(yùn)行。依此類(lèi)推，直到管網(wǎng)壓力滿足壓力設(shè)定要求。

14、在用水高峰過(guò)后，由于投入多臺(tái)泵而使管網(wǎng)壓力超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)依據(jù)先投先停的原則，依次停止1#泵，2#泵，。先投先?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)泵的平均使用，有利于延長(zhǎng)泵的使用壽命。對(duì)于所有泵的起停控制，完全由管網(wǎng)壓力決定。休眠控制：在夜間用水量非常少的情況下，為了節(jié)能，可以設(shè)置可以使水泵暫停工作的休眠狀態(tài)。在管網(wǎng)壓力允許的條件下，當(dāng)變頻器輸出頻率低于某下限頻率時(shí)，變頻器停止輸出。當(dāng)管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時(shí)，再喚醒變頻器使之重新開(kāi)始工作。實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素對(duì)于實(shí)際系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，四臺(tái)等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時(shí)，應(yīng)考慮在幾乎所有工況下都能使工作中的水泵處于高效率工作區(qū)間，因此，在夜間

15、或需水量非常少的工況下工作的水泵可選一個(gè)比其他容量都小的。同時(shí)，如果該系統(tǒng)是針對(duì)實(shí)際供水而設(shè)計(jì)的話，則應(yīng)該同時(shí)考慮樓宇泵房中所需要的另兩種泵：深井泵與污水泵，顯然那樣的話系統(tǒng)會(huì)比現(xiàn)在的復(fù)雜一些。主要由于絕大多數(shù)城市都不允許直接從市政管網(wǎng)吸水，因此采用變頻調(diào)速恒壓供水方式時(shí)仍然需要設(shè)置調(diào)節(jié)水池。在調(diào)節(jié)池中應(yīng)安裝液深傳感器以檢測(cè)液面高度。當(dāng)水池液面下降到一定高度時(shí)，為了保證消防用水，就需停止水泵運(yùn)行，這個(gè)高度就是消防水位。只有當(dāng)水池液面達(dá)到設(shè)定水位時(shí)才能恢復(fù)正常供水。污水泵控制：一般泵房都漏水，因此有集污池。在集污池中安裝液位控制器，當(dāng)污水池液面達(dá)到排污高度時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)排污泵，排完污水后自動(dòng)停止排

16、污泵。管網(wǎng)水壓控制點(diǎn)的選擇在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對(duì)由水量變化而引起的水泵剩余揚(yáng)程進(jìn)行監(jiān)控，它不包含管網(wǎng)阻力下降而產(chǎn)生的剩余揚(yáng)程;若采用最不利點(diǎn)恒壓控制方法，則水泵的調(diào)速幅度同時(shí)決定于上述兩個(gè)變化因素，使水泵調(diào)速后的揚(yáng)程與管網(wǎng)阻力特性曲線更好地符合，以獲得最佳的節(jié)能效果。在實(shí)際工程中，較現(xiàn)實(shí)的做法是在條件允許的情況下，盡可能將壓力控制點(diǎn)靠近最不利點(diǎn)。 抗干擾問(wèn)題為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在電氣連接上應(yīng)注意采取抗干擾措施：交流電源側(cè)可采用RC低通濾波，以防止來(lái)自電網(wǎng)的干擾。器件的直流電源輸入端跨接電容濾波。處理好一點(diǎn)/多點(diǎn)接地，數(shù)字地和模擬地分開(kāi)等問(wèn)題。信

17、號(hào)線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號(hào)線不平行布設(shè)，弱電強(qiáng)電分開(kāi)。模擬信號(hào)采樣后，采用中值數(shù)字濾波，增加抗干擾能力。在硬件設(shè)計(jì)中，增加看門(mén)狗電路;軟件設(shè)計(jì)中采取了指令冗余，軟件陷阱等保護(hù)措施。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)聲光報(bào)警，可轉(zhuǎn)手動(dòng)操作。故障時(shí)的問(wèn)題對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不僅需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟起動(dòng)的功能，電機(jī)應(yīng)有過(guò)載、短路、過(guò)壓、缺相、欠壓、過(guò)熱等保護(hù)功能，對(duì)于供水管路出現(xiàn)的問(wèn)題也應(yīng)該有所識(shí)別，在故障不嚴(yán)重的情況下應(yīng)能繼續(xù)運(yùn)行，并對(duì)故障作出報(bào)警。對(duì)于調(diào)節(jié)池缺水的情況，可通過(guò)液深傳感器檢測(cè)，立刻停止水泵運(yùn)行。當(dāng)水池水位達(dá)到運(yùn)行水位時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)水泵運(yùn)行。在管網(wǎng)出現(xiàn)漏水問(wèn)題及管道閥門(mén)損壞、不出水

18、、少出水問(wèn)題時(shí)，水泵運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)不出水或水壓達(dá)不到設(shè)定值的情況。在這種情況持續(xù)某個(gè)設(shè)定的時(shí)間之后，認(rèn)定為管網(wǎng)缺水，系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，并提示及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)檢修。在運(yùn)行過(guò)程中，若變頻器出現(xiàn)突然故障時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的變頻泵應(yīng)自動(dòng)切換至工頻狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào);若水泵電機(jī)出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)切除有故障的水泵并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將閑置的水泵投入系統(tǒng)中運(yùn)行。綜上所述，采用自動(dòng)化程度較高的變頻恒壓供水系統(tǒng)，不僅能夠最大程度地提高整個(gè)系統(tǒng)效率、延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源，而且靈活性較好，能構(gòu)成復(fù)雜的、功能強(qiáng)大的供水1變頻調(diào)速器在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置能夠極大地改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境，該系統(tǒng)

19、可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和多臺(tái)水泵電機(jī)的投入及退出，使管網(wǎng)主干出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能和運(yùn)行在最佳狀態(tài)。長(zhǎng)沙中崛供水設(shè)備有限公司節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心應(yīng)用微機(jī)控制變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)，為很多家企事業(yè)單位安裝了變頻恒壓供水控制裝置。收到了較好的節(jié)能效果。2水泵變頻調(diào)速節(jié)電原理異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器調(diào)速的原理是：通過(guò)整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，再由逆變橋變換為頻率可調(diào)的交流，作為交流異步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源，使電動(dòng)機(jī)獲得無(wú)級(jí)調(diào)速所需的電壓、電流和頻率。水泵供水系統(tǒng)具有管網(wǎng)特性曲線，即通道管網(wǎng)的流量與所消耗的能量之間的關(guān)系曲線，它同時(shí)表明水泵的能

20、量用來(lái)克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差，液體在管道中流動(dòng)的阻力。水泵運(yùn)行工作點(diǎn)位置與水泵負(fù)載有關(guān)，在水泵負(fù)載經(jīng)常變化的情況下，水泵不能總處在高效區(qū)域里工作。為使水泵適應(yīng)外界負(fù)載變化的要求。我們可采用變速調(diào)節(jié)，即在管網(wǎng)特性曲線基本不變時(shí)，采用改變水泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵的QH特性曲線。從而改變它的工作點(diǎn)，達(dá)到即改變流量又能保證水泵恒定和輸入功率減少的目的。如圖1。圖1水泵變速運(yùn)行圖根據(jù)水泵的相似定律，變速前后流量、揚(yáng)程、功率與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系為：式中P1、H1、Q1為轉(zhuǎn)速n1時(shí)的功率、揚(yáng)程、流量;P2、H2、Q2為轉(zhuǎn)速n2時(shí)的功率、揚(yáng)程、流量。由此可見(jiàn)，當(dāng)水泵在變負(fù)荷工作情況下，采用變頻器調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，軸功率

21、隨轉(zhuǎn)速比的三次方關(guān)系進(jìn)行變化，節(jié)電效果明顯。3湖南省工商聯(lián)供水泵組工作的現(xiàn)狀與問(wèn)題湖南省工商聯(lián)水泵房現(xiàn)有供水水泵三臺(tái)，型號(hào)為65DL-4，額定揚(yáng)程64m，流量30m3/h，轉(zhuǎn)速1450r/min，電機(jī)功率11kW，長(zhǎng)沙金龍水泵廠生產(chǎn)。由于用水水量極不穩(wěn)定，早、晚用水高峰常常是平時(shí)用量的二倍，而后半夜用水水量?jī)H為平時(shí)用量的三分之一，而且用水流量變化快，穩(wěn)壓時(shí)間短。目前，采期電接點(diǎn)壓力表控制各泵的啟停，但當(dāng)用水負(fù)荷變化較大的，水泵電機(jī)啟停頻繁，造成電動(dòng)機(jī)及控制開(kāi)關(guān)故障頻繁，而且供水壓力不穩(wěn)定。根據(jù)以上情況，我們給三臺(tái)水泵采用一套變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置。在保證供水管網(wǎng)壓力恒定的情況下，根據(jù)水流量的

22、大小實(shí)現(xiàn)三臺(tái)水泵的循環(huán)軟啟動(dòng)，圓滿地解決了湖南省工商聯(lián)供水系統(tǒng)不穩(wěn)定的大問(wèn)題。4變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對(duì)湖南省工商聯(lián)供水泵組存在的問(wèn)題和用水負(fù)荷的實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)采用11kW三墾變頻器，壓力傳感器，微電腦控制器(包括PID調(diào)節(jié))等組成閉環(huán)調(diào)節(jié)垣壓控制系統(tǒng)， 使水泵恒壓供水，其供水壓力可調(diào)。4.1供水控制系統(tǒng)組成方框圖圖2系統(tǒng)框圖4.2工作原理 如圖2所示，控制器給定水泵管網(wǎng)一供水壓力值，變頻器根據(jù)此值輸出一定頻率的交流電源至水泵電機(jī)，拖動(dòng)水泵穩(wěn)定運(yùn)行，并輸出與壓力對(duì)應(yīng)的供水流量，保證水泵管網(wǎng)的壓力與控制器的給定壓力平衡。壓力傳感器時(shí)刻檢測(cè)管網(wǎng)壓力，并反饋至控制器，控制器根據(jù)反饋壓力與給定壓力的差值，控制變頻器的輸出頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，改變水泵流量，保證供水管網(wǎng)壓力始終穩(wěn)定在給定值附近，實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)。3臺(tái)泵在控制器控制下，均由變頻器實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。5變頻