羅洪波

摘 要：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速微控理論和產(chǎn)品日趨成熟，并成功應(yīng)用到了供水設(shè)備中，本文主要論述了變頻調(diào)速微控技術(shù)在供水領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速微控技術(shù)；供水設(shè)備節(jié)能設(shè)計；應(yīng)用

供水問題是關(guān)系到國計民生的大問題，并且日益受到各國的重視，隨著人們生活水平的不斷提高，變頻恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、環(huán)保、供水的水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)在供水領(lǐng)域不斷得到應(yīng)用，以往的變頻調(diào)速系統(tǒng)往往帶來設(shè)備成本高，而且PID算法的編程難度大，這是因?yàn)橐酝淖冾l調(diào)速系統(tǒng)往往采用的是模入/模出的可編程控制器與變頻結(jié)合器來實(shí)現(xiàn)恒壓供水的，這樣的系統(tǒng)模式往往要求調(diào)試人員的素質(zhì)很高，而且不利于廣泛的推廣。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)越來越完善，而且供水設(shè)備的電氣線路設(shè)計更加簡單便捷，更容易實(shí)現(xiàn)供水參數(shù)的調(diào)節(jié)和各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，同時設(shè)備的成本大大降低，自動化程度很高，可以實(shí)現(xiàn)廣泛流通使用。

1 變頻調(diào)速微控供水設(shè)備的工作原理

變頻供水系統(tǒng)中用來檢測管線壓力的傳感器，一般采用的是電阻式遠(yuǎn)傳壓力表或者是壓力變送器反饋的電流。變頻器是恒壓供水系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，通過改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速、無波動穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。在供水設(shè)備中，一般包括變頻泵和工頻泵。我們以深圳華為公司生產(chǎn)的TD2100變頻器為例，來看一下變頻調(diào)速微控供水設(shè)備的工作原理。該變頻器含有一個內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，可以根據(jù)客戶的實(shí)際需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，設(shè)定成變頻循環(huán)方式和變頻固定方式兩種。變頻固定方式就是在供水系統(tǒng)開始供電時，先啟動變頻泵，管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值，變頻泵的輸出頻率則固定在該數(shù)值上，當(dāng)用水量增加水壓降低時，傳感器就會將該信號輸送到變頻器的PID回路上，PID回路調(diào)節(jié)器上則顯示用水量增大，隨之而來就是輸出頻率上升、水泵轉(zhuǎn)速提高、水壓上升，隨著用水量越來越大，達(dá)到變頻器輸出功率的最大值時，而管網(wǎng)水壓仍達(dá)不到設(shè)定的值，此時變頻器繼電器輸出口會發(fā)出閉合信號，啟動一臺工頻泵。相反，隨著用水量越來越少，變頻器的輸出頻率達(dá)到最小值時，系統(tǒng)會發(fā)出減少一臺工頻泵的指令，斷開繼電器輸出口。變頻循環(huán)方式的工作原理和變頻固定方式的工作原理是大致相同的，變頻器可以根據(jù)壓力閉環(huán)控制運(yùn)行泵的臺數(shù)，一般會按照系統(tǒng)設(shè)定的范圍內(nèi)自動確定，但同一時刻只有一臺工頻泵是由變頻器驅(qū)動的。當(dāng)變頻泵驅(qū)動的泵的頻率達(dá)到上限，需要更換工頻泵時，這時變頻泵會將該泵切換到工頻運(yùn)行上，同時會驅(qū)動另一臺泵進(jìn)行變頻運(yùn)行。

2 供水領(lǐng)域應(yīng)用變頻調(diào)速微控技術(shù)應(yīng)注意的問題

供水領(lǐng)域?yàn)榱吮ＷC變頻調(diào)速微控技術(shù)正常運(yùn)行，需要在設(shè)計和使用時注意以下多方面問題：

2.1 磁力接觸器的分?jǐn)鄷r間

磁力接觸器在變頻器輸入端的安裝必須要有時間的延遲，當(dāng)變頻器停止工作后需要延遲0.5秒才能斷開磁力接觸器，在變頻器沒有停止工作時切不可隨意斷開磁力接觸器。

2.2 要避免啟動和停止變頻器

一般來說，變頻器的電源側(cè)不加裝磁力接觸器，為了防止停電后自動來電時變頻器自動啟動造成事故，或者是為了確保維護(hù)作業(yè)的安全，需要在變頻泵的電源側(cè)安裝磁力接觸器時，必須要避免用磁力接觸器頻繁地啟動和停止變頻器，因此長期的反復(fù)會降低變頻器的使用壽命，應(yīng)該要利用變頻器的啟動控制端來運(yùn)行變頻器。

2.3 有時會出現(xiàn)損害變頻器的情況

從原則上來說，變頻器與電機(jī)之間是不安裝磁力接觸器的，必須使用時，不能在變頻器的使用過程中去開啟磁力接觸器，一旦開啟將會有很大的沖擊電流，有時會因?yàn)殡娏鬟^大而停機(jī)，甚至?xí)p害變頻器。

2.4 要裝有分勵脫扣裝置

變頻器輸入端的斷路器應(yīng)該具有分勵脫扣裝置，用來防止當(dāng)沖擊電流過大而造成變頻器損害，當(dāng)接在大容量變壓器或有進(jìn)相電容切換時，有時會出現(xiàn)變頻器損害的情況，此時應(yīng)設(shè)置改善功率因數(shù)用電抗器。

2.5 要串接適當(dāng)容量的電抗器

電機(jī)與變頻器之間的距離較長時，受到連線離散電容的影響，充電電流可能會影響變頻器過流保護(hù)動作，同時也可能會引起電機(jī)過熱的情況，因此連線的長度盡可能短一些?，F(xiàn)實(shí)生活中，實(shí)在是無法避免必須要連線過長時，需要在變頻器的輸出端與電機(jī)之間串接適當(dāng)容量的電抗器。

2.6 必須采取防干擾措施

變頻器主回路的輸入和輸出中，會含有高次諧波成分，有時會對變頻器周圍一定范圍內(nèi)的通訊設(shè)備和儀表傳感器等產(chǎn)生干擾，當(dāng)外部干擾達(dá)到一定程度時會導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)錯誤，因此必須采取一些防干擾措施，比如說變頻器的控制信號電纜和指示器的連線要使用雙絞線或者是屏蔽線，同時要盡量遠(yuǎn)離電源線等。實(shí)踐證明，只有采取了必備的防干擾措施，變頻器系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。

3 變頻調(diào)速微控的特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益分析

相對來說，變頻調(diào)速微控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡單，適用于控制普通交流電動機(jī)，而且應(yīng)用更加廣泛，可以實(shí)現(xiàn)從低速到高速的無級平滑控制，調(diào)速范圍寬，精準(zhǔn)度高。另外，變頻調(diào)速微控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流調(diào)速控制系統(tǒng)相比，線路更加簡單，系統(tǒng)維護(hù)更加容易，且運(yùn)行維修費(fèi)用少，工作穩(wěn)定，出故障的概率很低，更容易實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行。由于變頻調(diào)速微控系統(tǒng)提高了效率和功率，因此節(jié)能效果十分明顯。

供水系統(tǒng)想要應(yīng)用變頻調(diào)速微控系統(tǒng)，在初期的時候可能投入較大，但是回收投資期短，且運(yùn)行和維修的費(fèi)用很少，因?yàn)樵摷夹g(shù)可根據(jù)電機(jī)負(fù)載的變化實(shí)現(xiàn)自動平滑的調(diào)速，調(diào)速特性基本保持了異步電動機(jī)的固有特性，即轉(zhuǎn)差率小的特點(diǎn)，而且效益很高，收益非常明顯。

4 結(jié)語

變頻調(diào)速微控在供水領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅表明系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性高，達(dá)到了節(jié)電的目的，同時電機(jī)啟動時對電網(wǎng)沒有沖擊，減少了水泵和閥門的損害，所以說降低了成本，經(jīng)濟(jì)效益高。這一系統(tǒng)的應(yīng)用無疑是企業(yè)挖掘節(jié)能、安全生產(chǎn)、增加效益的一條捷徑，并且具有極大的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

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