变频调速恒压供水

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(1) 一般运行功能

① 上限频率 水泵的机械特性具有平方律特点，当转速超过额定转速时，负载的阻转矩将增大很多，导致电动机的严重过载。所以，上限频率(fH)不应超过额定频率(fN)，即

fH≤fN。

②下限频率 在决定下限频率时，有两种情况应予考虑：

· 水泵的扬程必须满足供水所需的基本扬程;

· 供水系统常常是多台水泵共同供水，如果其他水泵在高速下运行，一台水泵转速过低，实际上将无法供水。

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故下限频率一般预置为：fL≥(30—35)Hz

③ 升，降速时间 水泵由于水管中有一定压力，在升、降速过程中，惯性的作用极微。但过快地升速或降速，会在管道中引起水锤效应。所以，也应将升、降速时间适当预置得长一些。

④ 升、降速方式 通常预置为线性方式。

(2) 暂停(睡眠与苏醒)功能

① 睡眠功能 当变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，水泵应暂停工作(使变频器处于睡眠状态)。以森兰BTl2S系列变频器为例，当压力传感器的量程为1MPa，而所要求的供水压力为0.2MPa时，则目标值为 20%，“睡眠值”可设定为21%—25%(相当于压力的上限)。

② 苏醒功能 当水管中的压力小于某一下限值时，应使系统中止睡眠而重新开始工作(即中止暂停或称之为“苏醒”)，苏醒值可设定为15%—19%。

2 1控3的恒压供水系统

1控3是由1台变频器控制3台水泵的工作方式，其目的是减少设备费用。但显然，3台水泵中只有1台是变频运行的，其总体节能效果不能与用3台变频器控制3台水泵相比。

2.1 1控3的工作方式

设3台水泵分别为1号泵、2号泵和3号泵，工作过程如下：

先由变频器起动1号泵运行，如工作频率已经达到 50Hz，而压力仍不足时，将1号泵切换成工频运行，再由变频器去起动2号泵，供水系统处于“1工1变”的运行状态;如变频器的工作频率又已达到50Hz，而压力仍不足时，则将 2号泵也切换成工频运行，再由变频器去起动3号泵，供水系统处于“2工1变”的运行状态。

如果变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，则令1号泵停机，供水系统又处于“1工1变”的运行状态;如变频器的工作频率又降至下限频率，而压力仍偏高时，则令2号泵也停机，供水系统又回复到1台泵变频运行的状态。这样安排，具有使3台泵的工作时间比较均匀的优点。

2.2 1控3的控制电路

很多变频器都带有专用于由1台变频器控制多台水泵的附件，称为扩展板。以森兰BTl2S系列变频器为例，其控制电路如图7所示。接触器KM1用于接通变频器的电源;IKM2、 2KM2、3KM2分别用于将电动机M1、M2、M3接至变频器的输出端;IKM3、2KM3、3KM3分别用于将电动机M1，M2、 M3接至工频电源。除KM1外，其余6个接触器都由继电器扩展板进行控制。

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1.1 恒压供水的目的与系统构成

(1) 恒压供水的目的

对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求，所以流量是供水系统的基本控制对象，但流量的测量比较复杂，考虑到在动态情况下，管道中某一点水压P的大小与供水能力和用水流量之间的平衡情况有关，如果以安装压力表的位置作为分界点，把压力表之前的流量称为供水流量(QG)，压力表之后的流量称为用水流量(QU)，则：

如QG>QU，则P↑ ;

如QG

如QG=QU 则P=const(恒量)。

需要说明的是：在实际的供水管道中，流量具有连续性，并不存在“供水流量”与“用水流量”的差别，这里的QG和 QU，是为了说明当供水能力与用水流量之间不适应时，导致管道内的压力发生变化而假设的量。

总之，保持供水系统中某处压力的恒定，也就保证了该处的供水能力和用水流量的平衡，恰好满足用户所需的用水流量，这就是恒压供水所要达到的目的。

(2) 系统的构成

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恒压供水系统的框图如图1所示。PS是压力变送器，它在测量管道内压力p的同时，还将测得的压力信号转换成电压信号或电流信号。该信号在控制系统中作为反馈信号，用XF表示。所以，反馈信号也就是实测的压力信号，即 xF∝p。