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更新時(shí)間:2022-02-24 12:14:39瀏覽次數(shù):359次
聯(lián)系我時(shí),請告知來自 智能制造網(wǎng)變頻調(diào)速技術(shù)在居住小區(qū)供水系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
變頻器內(nèi)置PID功能在恒壓供水設(shè)備中的應(yīng)用
1. 系統(tǒng)基本情況
系統(tǒng)由變頻器、數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程序控制器(PC)、傳感器、水泵電機(jī)及相關(guān)電氣控制設(shè)備集成而成,是一種具有變頻調(diào)速和全自動(dòng)閉環(huán)控制功能的機(jī)電一體化智能設(shè)備。它可同時(shí)對一臺或多臺三相380/220V、50/60Hz異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速和閉環(huán)控制,其系統(tǒng)組成示意和一次接線分別見圖1
圖2:
2. 系統(tǒng)控制功能
系統(tǒng)一般都具有以下控制功能:
(1) 水泵起停由PC控制,具備全循環(huán)軟起動(dòng)功能;
(2) 具有自動(dòng)、手動(dòng)切換和手動(dòng)操作裝置,不使用控制柜或控制柜出現(xiàn)故障時(shí),可用手工操作使水泵直接在工頻下運(yùn)行;
(3) 控制水泵(包括備用泵)周期性自動(dòng)交換使用,以期水泵壽命基本一致;
(4) 工作泵發(fā)生故障后自動(dòng)切換至備用泵;
(5) 地下貯水池缺水后停泵保護(hù),有故障顯示功能;
(6) 供水系統(tǒng)中一般還設(shè)有一臺小泵或氣壓罐,是為了適應(yīng)小流量情況下(如夜間)的使用,系統(tǒng)能自動(dòng)切換并控制;
(7) 具有自動(dòng)用工頻起動(dòng)消防泵功能,或者自動(dòng)變頻以適應(yīng)消防供水要求;
(8) 缺相、漏電、過載、瞬時(shí)斷電保護(hù)等電氣保護(hù)功能。
3. 系統(tǒng)在工程方案上的配合應(yīng)用
在工程設(shè)計(jì)中,首先應(yīng)該確定要對哪些水泵進(jìn)行變頻控制,以便在PC上預(yù)*行程序設(shè)定。因?yàn)榫幼⌒^(qū)供水時(shí)變化系數(shù)較大,因此,在變頻控制泵的選擇上,一般應(yīng)分以下幾種情況來考慮:
(1) 用水量隨時(shí)間變化較小時(shí):每天24h連續(xù)供水,且用水低時(shí)流量Qmin仍較大,這時(shí)可選用同型號同規(guī)格水泵,根據(jù)高峰用水量選取一用一備或多用一備方案,對全部水泵進(jìn)行變頻控制。
(2) 用水量隨時(shí)間變化較大時(shí):每天24h連續(xù)供水,但用水低時(shí)Qmin較小,這時(shí)可按Qmin選擇一臺小泵,代替大泵在Qmin遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Q1(Q1為單泵流量)的情況下運(yùn)行,主供水泵仍按前述方法選用,這時(shí)也對全部水泵進(jìn)行變頻控制。
(3) 斷續(xù)用水的情況:在前述系統(tǒng)中加上氣壓罐裝置,在正常使用時(shí)由變頻調(diào)速泵供水,在流量Q?0時(shí)轉(zhuǎn)換到氣壓罐供水,以提高供水效率。
(4) 小區(qū)規(guī)模較大時(shí):可采用恒速泵與變頻調(diào)速泵聯(lián)合工作方式供水,這時(shí)對恒速水泵采用軟起動(dòng)器來對其進(jìn)行起、??刂疲麄€(gè)控制系統(tǒng)采用“變頻 + 軟起動(dòng)固定控制"的模式,在PC上減少控制點(diǎn)數(shù),這無論從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、還是運(yùn)行維護(hù)上來看,綜合效果都會更佳。
(5) 生活、消防泵合用的供水方式:某些安裝了消防泵的小區(qū),因設(shè)備長期備而不用,可靠性會降低,既增加了工程投資,資源利用率也低,這時(shí)可以使生活、消防泵合用。電氣控制應(yīng)該做到:在PC上預(yù)先設(shè)定生活、消防兩種工作壓力值,平時(shí)作生活正常供水,設(shè)備運(yùn)行在低水壓狀態(tài),當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)把水壓切換到消防高壓狀態(tài),管路上有能保證消防狀態(tài)需要的壓力、流量的裝置。為考慮到選泵的經(jīng)濟(jì)合理,這種方式一般是在高低水壓值相差不大的情況下采用。
4. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用
在進(jìn)行小區(qū)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵是要確定核心設(shè)備——變頻器的型號規(guī)格。目前,變頻器都還是以進(jìn)口產(chǎn)品為主,并以歐、美、日本產(chǎn)品為代表。這其中需要考慮的因素較多,除了成本、性能檔次、功能等基本要求外,一般還應(yīng)從以下情況來綜合分析確定:
(1) 需要控制的電機(jī)及變頻器自身電機(jī)的極數(shù)。在同一個(gè)系統(tǒng)中,與水泵配套的電機(jī),在功率相同的情況下,極數(shù)越多,漏抗就越小,尖峰電流值也就越大,一般電機(jī)極數(shù)以不多于4極為宜,否則變頻器容量就要適當(dāng)加大。
轉(zhuǎn)矩特性、臨界轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩。在變頻控制正常運(yùn)行情況下,水泵過載幾率較??;同時(shí),只要變頻器能在短時(shí)間(一般是1min)內(nèi)產(chǎn)生10%的過載轉(zhuǎn)矩,就足夠用于電機(jī)加速,也就是說在同等電機(jī)功率情況下,相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式,變頻器規(guī)格可以降額選取。
電磁兼容性。為減少主電源干擾,實(shí)際使用時(shí)可在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器,或者安裝前置隔離變壓器。一般當(dāng)電機(jī)與變頻器距離超過50m時(shí),應(yīng)在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護(hù)電纜。
運(yùn)行時(shí)間及控制。根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行工作情況,變頻器一般還應(yīng)具備下列功能。
自動(dòng)能量優(yōu)化功能:在全工作范圍內(nèi)自動(dòng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載調(diào)整輸出電壓,使電機(jī)的效率提高,從而達(dá)到節(jié)能并降低噪聲的目的。
電機(jī)自適應(yīng)功能:在電機(jī)為靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)對其電氣特性進(jìn)行測試,一旦起動(dòng)即可達(dá)到的起動(dòng)特性和轉(zhuǎn)矩特性。
自動(dòng)降容功能:主要是當(dāng)變頻器所處的環(huán)境溫度過高或者散熱條件不足時(shí)的自動(dòng)降容,以及主電源缺相時(shí)的自動(dòng)降容。
自動(dòng)加減速功能:防止變頻器由于加減速時(shí)間設(shè)置不當(dāng)所引起的不必要跳閘。
睡眠與喚醒功能:即當(dāng)電機(jī)的運(yùn)行對實(shí)際工況沒有作用時(shí)自動(dòng)關(guān)閉輸出,電機(jī)停止運(yùn)行;當(dāng)需要工作時(shí),不需要起動(dòng)信號也可以自動(dòng)重新起動(dòng)電機(jī)。
與計(jì)算機(jī)連接、顯示界面、可視化。一臺高性能的數(shù)字變頻器應(yīng)該能為串口通信提供多種可選件,從而可以用集中安置的計(jì)算機(jī)對一臺或多臺變頻調(diào)速器進(jìn)行監(jiān)測、編程及控制。
變頻器應(yīng)具有良好的對主電源短路和過電壓的保護(hù)功能。
變頻器應(yīng)具有良好的自我保護(hù)功能。如果系統(tǒng)安裝于經(jīng)常突然停電的場所,還應(yīng)具有自動(dòng)起動(dòng)功能,在突然斷電后,電網(wǎng)重新恢復(fù)時(shí)變頻器不需要復(fù)位,自動(dòng)起動(dòng)功能能使系統(tǒng)繼續(xù)投入工作。
對于水泵類輕負(fù)載,變頻器電流一般應(yīng)按1.1IN(IN為電動(dòng)機(jī)額定電流)來選擇,或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的電機(jī)功率來選擇。
(2) 主電源
電源電壓及波動(dòng)。應(yīng)特別注意與變頻器低電壓保護(hù)整定值相適應(yīng)(出廠時(shí)一般設(shè)定為0.8 ~ 0.9UN),因?yàn)樵趯?shí)際使用中,電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大。
主電源頻率波動(dòng)和諧波干擾。這方面的干擾會增加變頻器系統(tǒng)的熱損耗,從而導(dǎo)致噪聲增加,輸出降低。
變頻器和電機(jī)在工作時(shí),自身的功率消耗。在進(jìn)行系統(tǒng)主電源供電設(shè)計(jì)時(shí),兩者的功率消耗因素都應(yīng)考慮進(jìn)去。
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