中贏自動化變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應用

1 引 言 

　　在送水工程中，為了維持恒壓供水而又節(jié)能，除了不用大桶槽或虛耗能源的節(jié)流閥而能維持恒壓，還必須防止泵浦急速開停循環(huán)而導致壓力涌浪。采用變頻器是個好的解決方法，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。臺達 VFD-F水泵專用變頻器使用內建泵浦控制邏輯，大幅簡化了送水系統(tǒng)的變速控制。

2 變頻調速特性 

　　按照電機理論，電機轉速公式為：

　　式中：P為電動機的極對數，S為轉差率，f為供電電源頻率，n為電動機的實際轉速。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(jié)電機轉速，從而可以連續(xù)方便地改變風機的風量。風機是泵類負載，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，通過改變電動機轉速就可方便地改變風機的風量，保證空氣燃料比的優(yōu)化；通過改變電動機轉速，可以有效保證系統(tǒng)期望的工況，降低系統(tǒng)的電動損耗。在監(jiān)控系統(tǒng)中使用變頻調速技術（變頻器）有以下優(yōu)點：

（1）可方便地實現(xiàn)電機軟起動、自由停車。電機均通過變頻器或軟起動從0—50HZ作緩慢加速起動，減少了機泵因突然高速起動所帶來的影響，減少了直接起動時起動電流對電網的沖擊； 

（2）可提高功率因數，改善電動機電源質量，保證電動機的功率與實際負荷相匹配，達到系統(tǒng)節(jié)能運行的目的； 

（3）可消除機泵的喘振現(xiàn)象，使機泵運行處于最佳工況狀態(tài)； 

（4）可方便地實現(xiàn)自動控制，使被調節(jié)量得到更平穩(wěn)的調節(jié)，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

　　使用變頻調速技術不僅調節(jié)方便，而且節(jié)能效果也是很明顯的，設電動機額定功率為PN，額定轉速為nN, 轉速為n時實際輸出功率為P，則節(jié)能（用功率表示）△P可以表示為： 

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

3 基于變頻調速的恒壓供水控制系統(tǒng)

　　基于變頻調速的恒壓供水控制系統(tǒng)如圖1所示。在圖1控制系統(tǒng)中，壓力及流量是泵浦控制的兩個重要參數。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(xù)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(jié)電并延長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(tǒng)，VFD-F可使用內建Relay(或選購Relay卡)控制額外泵浦在需要時的起動或停止，以維持恒壓。VFD-F變頻器參數的特別設置，可防止擾人的開開停停，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的泵浦，內建最小速度設定點可符合深井泵馬達制造廠家的最低速度要求。由于VFD-F變頻器可使用V/F曲線，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透平泵浦時可消除危險轉速。

4 結束語

　　中贏自動化恒壓供水控制系統(tǒng)在各種類型的水站和供配水站有廣泛的應用，文中討論的只是最簡單的應用情況。由于臺達VFD-F變頻器是系列產品，有廣泛的適應性，歡迎對產品感興趣的用戶與我們合作。