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专用变频器在恒压供水装置中的应用

关键词: 供水装置 发布时间:2017-05-04

专用变频器在恒压供水装置中的应用
自从研发出通用变频器以来,变频调速技术已经在各个生产制造领域得到了普及和运用。变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率来控制交流电动机的电力控制设备。专用变频恒压供水设备在供水时具有品质高、安全节能等优势,这就大大改善了我国供水单位的装备技术水平。恒压供水装置中的变频调速系统能够让水泵的电机实现无极调速,即能够按照用水量的多少自动控制系统运行参数,以保证水压的恒定,进而满足用户的用水需求,这也是目前国内外合理、节能型供水系统。下面将分析专用变频器调速系统的特点及其在恒压供水装置中的应用情况,希望能给读者一些帮助。
1 专用变频器调速系统的特点
用户的用水量通常都是变化很大的,因而会频繁出现供水过剩或供水不足的情况。通常用供水压力来反映供水和用水之间出现的不平衡现象,即供水过多而用水较少,其压力就变大;如果供水较少而用水较多,其压力就变小。保证供水装置中的水压恒定,就能够让用水和供水之间始终处于动态平衡状态,即用水较少时供水也较少,用水过多时供水也增加,进而可使供水质量得到大幅度提高。
对于用户来说,恒压供水装置是十分重要的。在日常供水的过程中,如果自来水短时停水或供水装置乏充足的压力,就会直接降低生活质量,如果情况严重则将对生存安全产生重大影响。因此,采用恒压供水装置,可以带来非常大的社会效益和经济效益。
随着我国电力技术的快速进步,变频调速技术也逐渐得到了完善。如今,传统的压力罐和高位水箱等供水装置已被将变频调速技术为核心支持的智能化供水控制系统所替代。该系统启动平稳,可将启动电流控制在额定电流以下,从而防止电网遭受强烈冲击;它还降低了水泵的平均转速,从而延长了阀门和水泵等部件的使用周期;另外,它能彻底消除停机和启动时产生的水锤效应。智能化供水控制系统具有功能周全、操作简便、运行性能安全稳定等优点,可使恒压供水装置节省人力、节水节电,进而实现运行效率的最大化。
2 专用变频器在恒压供水装置中的应用方式
一般情况下,对于同一路供水系统会运用多台常用泵,当用水量增加时就将这些供水泵全部打开,当用水量减少时只需打开1~2台即可。在恒压供水装置中采用变频调速系统,通常有2种应用方式,即只使用一台变频器来控制全部的水泵和
每台水泵分别由一台变频器控制。第2种方式主要是根据压力传达的信号,再通过PID运算自动调整变频器输出频率来合理调节电机转速,进而使管网压力维持恒定。该方式只设置一个闭环回路,十分简单,然而建设成本却十分昂贵。第1种方式成本比较低,但是性能效果不够理想,而且程序控制过程非常复杂,在未来有着很大的研发潜力。
3 PID控制系统的基本原理
根据反馈原理:如果想保证一个物理量几乎不发生变化或者完全不变化,就需要将恒定值和该物理量进行对比,进而形成一个闭环系统。如果想维持水压始终处于恒定状态,就必须将给定值和水压的反馈值进行对比,进而形成一个闭环系统。然而被控制的系统具有大惯性和非线性等特点,将控制与PID巧妙结合起来,当压力出现较大波动时,采用模糊控制,就可以使响应速度增大;当压力的波动范围较小时,采用PID控制系统对其进行控制,可以保证静态精度。运用PLC加智能仪表就能实现此种算法,同时还能通过PLC编程实现水泵变频和工频之间的切换。大量应用实践表明,此种方法行之有效,并且需投人的成本也较低。
如果想确保供水网始终处于恒压状态,就需要运用反馈定理在供水管网上配备若干个压力变送器作为反馈元件;又因供水系统的管道较长且内径较大,对管网进行冲压速度较慢,所以其滞后性很强,此时只运用PID调节器就不能很好地进行控制,所以需采用PLC参与控制的方式对控制系统进行动态调节。
4 专用变频器控制的基本原理
相比依靠阀门的调节来实现恒压供水而言,采用专用变频器的变频调速系统来控制供水装置的恒压供水有着比较理想的节能效果。
通常情况下,如果采用1台变频器来实现对1台电动机的控制,就只要求变频器配用电动机的容量和实际电动机容量保持一致。如果采用1台变频器同时实现对2台电动机的控制,按照原则就需要将变频器配用电动机的容量控制为这2台电动机的容量之和。虽然当水泵处于低速运转状态时,电动机的工作电流非常小。然而,如果用户的用水量频繁发生变化,就会导致电动机始终处于升速和降速的运行状态,并且电动机在升速和降速的过程中产生的电流大小可能会稍微大于额定电流,这就造成了电动机运转过热。所以,对电动机进行过热保护是十分必要的。对于此类因为频繁升速和降速而累积起来的温度,仅仅依赖变频器内部的电子热保护措施效果不会十分理想,因此就需要运用热继电器来对电动机实现热保护。
5 专用变频器在恒压供水装置中应用的功能特点及范围
5.1 功能特点
专用变频器运用了高科技的变频调节技术,能够对整个供水管网实现全程的智能化、自动化控制,这对维持供水系统的正常运行有着十分深远的意义。其主要有下述几个优点:节能;节水,能够根据水管的压力,自动控制供水量;运行可靠;联
网功能,使用全中文工控组态软件,对管网上的各个站点进行实时监控,并且记录全部的供水与用水参数;控制灵活;自我保
护功能比较完善。
5_2 应用范围
恒压供水装置的应用范围极为广泛,包括加压泵房、自来水厂、企业生产用水、人们生活用水、农田灌溉系统、锅炉循环水系统等。
恒压供水装置能够为用户提供稳定可靠的水源,可给人们的生活生产带来极大的便利。将专用变频器运用到恒压供水装置中,将大大提高供水的稳定性和可靠性。此外,相关技术研发部门还应该不断研发新的变频调速技术,以推动变频器的快速发展。

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