江蘇奇峰電氣制造有限公司專注生產(chǎn)變頻恒壓供水設(shè)備廠家，供水系統(tǒng)的基本特點是水泵在一定速度下?lián)P程與流量的關(guān)系曲線，前提是供水系統(tǒng)管道中的閥門開度不變。揚程特性反映了揚程與用水流量的關(guān)系。揚程特性表明，流量越大，揚程越小。當(dāng)閥門開度和泵速保持不變時，流量的大小主要取決于用戶的用水量。今天奇峰小編帶你了解變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)原理及構(gòu)成。

變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的原理：

1.電機調(diào)速原理

水泵電機多采用三相異步電機，轉(zhuǎn)速公式為：

式中：f表示電源頻率，p表示電機級對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。

從上述類型可以看出，三相異步電機的調(diào)速方法有：

(l) 改變電源頻率

(2) 改變電機級對數(shù)

(3) 改變轉(zhuǎn)差率

改變電機級對數(shù)調(diào)速的控制方法控制簡單，投資省，節(jié)能效果明顯，效率高，但需要專用變級電機，是級調(diào)速，級差大，即速度變化大，扭矩變化大，只適用于特定速度的生產(chǎn)機。為了保證其較大的調(diào)速范圍，較大的優(yōu)點是可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，調(diào)速性能好。但由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的功耗，成本高，影響了其推廣價值。下面主要分析改變電源頻率調(diào)速的方法及特點。

根據(jù)公式，當(dāng)轉(zhuǎn)差變化不大時，異步電機的轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)整電源頻率可以平穩(wěn)地改變電機的轉(zhuǎn)速。然而，單一調(diào)整電源頻率將導(dǎo)致電機運行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置已經(jīng)出現(xiàn)，促使了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。

2.變頻恒壓控制系統(tǒng)節(jié)能原理

供水系統(tǒng)的揚程特性是在供水系統(tǒng)管道中閥門開度不變的前提下，如圖2.1所示，表明泵在一定速度下?lián)P程H與流量Q的關(guān)系曲線。由于閥門開度和泵速不變，流量大小主要取決于用戶的用水情況，因此揚程特性反映了揚程H和用水流量Qu間的關(guān)系H=f(Qu)。管阻特性以水泵轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表示閥門在一定開度下?lián)P程H與流量Q的關(guān)系曲線，如圖2.1所示。管阻特性反映了水泵的力量，以克服水位和壓差，以及管道中液體流動阻力的變化。由于閥門開度的變化，供水系統(tǒng)對用戶的供水能力實際上發(fā)生了變化。因此，管阻特性反映了揚程和供水流量Qc之間的關(guān)系H=f(Qc)。揚程特性曲線與管阻特性曲線的交點稱為供水系統(tǒng)的工作點，如圖2.1所示A點。此時，用戶的水流Qu供水系統(tǒng)的供水流量Qc供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，既符合揚程特性，又符合管阻特性，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電機、管道和閥門組成。通常由異步電動機驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量而實現(xiàn)恒壓供水的。因此，供水系統(tǒng)變頻的本質(zhì)是異步電機的變頻調(diào)速。變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來實現(xiàn)的。

變頻恒壓控制系統(tǒng)組成：

PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、壓力變送器和現(xiàn)場水泵機組組組成。

系統(tǒng)可分為執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)和控制機構(gòu)三部分：

(1)執(zhí)行機構(gòu):執(zhí)行機構(gòu)由一組水泵組成，用于向用戶管網(wǎng)供水，其中由一個變頻泵和兩個工頻泵組成。變頻泵由變頻調(diào)速器控制，可根據(jù)用水量變化改變電機轉(zhuǎn)速，保持管網(wǎng)水壓恒定。工頻泵只在啟停兩種工作狀態(tài)下運行，當(dāng)用水量大(變頻泵達(dá)到工頻運行狀態(tài)，不能滿足用水要求)時，用于投入工作。

(2) 信號檢測機構(gòu)程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報警信號。管網(wǎng)水壓信號反映用戶管網(wǎng)水壓值，是恒壓供水控制的主要反饋信號。這個信號是模擬信號，讀入PLC時，需進行A/D轉(zhuǎn)換。此外，為了加強系統(tǒng)的可靠性，還需要檢測供水的上下壓力，可以給出檢測結(jié)果PLC，水池水位信號反映了水泵的進水水源是否充足。當(dāng)信號有效時，控制系統(tǒng)應(yīng)保護和控制系統(tǒng)，防止泵空抽損壞電機和泵。該信號來自安裝在水池中的液位傳感器；報警信號反映系統(tǒng)是否正常運行，泵電機是否過載，變頻器是否異常，為開關(guān)量信號。

(3) 控制機構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接收集系統(tǒng)中的壓力、液位和報警信號，分析和實施來自人機接口和通信接口的數(shù)據(jù)信息，執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器控制執(zhí)行機構(gòu)（即水泵機組）；變頻器是控制水泵轉(zhuǎn)速的單元，跟蹤供水控制器發(fā)送的控制信號，改變調(diào)速泵的運行頻率，完成調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。

報警作為一個控制系統(tǒng)，是一個重要的組成部分。由于該系統(tǒng)可適用于不同的供水領(lǐng)域，為了確保系統(tǒng)的安全、可靠、平穩(wěn)運行，防止電機過載、變頻器報警、電網(wǎng)波動過大、供水源中斷，系統(tǒng)需要監(jiān)控各種報警量PLC判斷報警類別，控制顯示和保護動作，避免不必要的損失。

變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)的水壓為控制目標(biāo)，實現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實際供水壓力。設(shè)定的供水壓力可以是常數(shù)，也可以是時間段函數(shù)，每個時間段都是常數(shù)。因此，在一定時間內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)是保持出口總管網(wǎng)的實際供水壓力。

恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在用戶供水管道上的壓力變送器實時測量參考點的水壓，檢測管網(wǎng)的出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為4-20mA該檢測信號是實現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。由于電信號是模擬量，需要通過PLC的A/D轉(zhuǎn)換模塊可以讀取并與設(shè)定值進行比較，比較后的偏差值PID運算后，通過運算后的數(shù)字信號D/A將模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號作為變頻器的輸入信號，控制變頻器的輸出頻率，從而控制電機的轉(zhuǎn)速，然后控制水泵的供水流量，然后使用戶供水管道上的壓力恒定，實現(xiàn)變頻恒壓供水。

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