变频调速恒压供水
湖南沃尔特水设备
变频调速恒压供水
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
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。
变频器的功能预置
(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;
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· 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。
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
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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。
2.3 1控3的功能预置
除常规的功能外，BTl2S系列变频器专门针对由1台变频器控制多台水泵的控制方式设置了与继电器扩展板相配合的功能，如表1所示。该功能十分方便用户进行预置。
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