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变频调速恒压供水系统原理及构成

返回列表 来源: 金陵奇峰 发布日期: 2022.09.19
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江苏奇峰电气制造有限公司专注生产变频恒压供水设备厂家,供水系统的基本特点是水泵在一定速度下扬程与流量的关系曲线,前提是供水系统管道中的阀门开度不变。扬程特性反映了扬程与用水流量的关系。扬程特性表明,流量越大,扬程越小。当阀门开度和泵速保持不变时,流量的大小主要取决于用户的用水量。今天奇峰小编带你了解变频调速恒压供水系统原理及构成。

变频调速恒压供水系统原理及构成

变频调速恒压供水系统原理:

1.电机调速原理

水泵电机多采用三相异步电机,转速公式为:

式中:f表示电源频率,p表示电机级对数,s表示转差率。

从上述类型可以看出,三相异步电机的调速方法有:

(l) 改变电源频率

(2) 改变电机级对数

(3) 改变转差率

改变电机级对数调速的控制方法控制简单,投资省,节能效果明显,效率高,但需要专用变级电机,是级调速,级差大,即速度变化大,扭矩变化大,只适用于特定速度的生产机。为了保证其较大的调速范围,较大的优点是可以回收转差功率,节能效果好,调速性能好。但由于线路过于复杂,增加了中间环节的功耗,成本高,影响了其推广价值。下面主要分析改变电源频率调速的方法及特点。

根据公式,当转差变化不大时,异步电机的转速n基本上与电源频率f成正比。连续调整电源频率可以平稳地改变电机的转速。然而,单一调整电源频率将导致电机运行性能恶化。随着电力电子技术的发展,各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置已经出现,促使了变频调速的广泛应用。

2.变频恒压控制系统节能原理

供水系统的扬程特性是在供水系统管道中阀门开度不变的前提下,如图2.1所示,表明泵在一定速度下扬程H与流量Q的关系曲线。由于阀门开度和泵速不变,流量大小主要取决于用户的用水情况,因此扬程特性反映了扬程H和用水流量Qu间的关系H=f(Qu)。管阻特性以水泵转速不变为前提,表示阀门在一定开度下扬程H与流量Q的关系曲线,如图2.1所示。管阻特性反映了水泵的力量,以克服水位和压差,以及管道中液体流动阻力的变化。由于阀门开度的变化,供水系统对用户的供水能力实际上发生了变化。因此,管阻特性反映了扬程和供水流量Qc之间的关系H=f(Qc)。扬程特性曲线与管阻特性曲线的交点称为供水系统的工作点,如图2.1所示A点。此时,用户的水流Qu供水系统的供水流量Qc供水系统处于平衡状态,既符合扬程特性,又符合管阻特性,系统运行稳定。

变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电机、管道和阀门组成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵做成一体,通过变频器调节异步电机的转速,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此,供水系统变频的本质是异步电机的变频调速。变频调速是通过改变定子供电频率来实现的。

变频恒压控制系统组成:

PLC变频恒压供水系统主要由变频器、可编程控制器、压力变送器和现场水泵机组组组成。

系统可分为执行机构、信号检测机构和控制机构三部分:

(1)执行机构:执行机构由一组水泵组成,用于向用户管网供水,其中由一个变频泵和两个工频泵组成。变频泵由变频调速器控制,可根据用水量变化改变电机转速,保持管网水压恒定。工频泵只在启停两种工作状态下运行,当用水量大(变频泵达到工频运行状态,不能满足用水要求)时,用于投入工作。

(2) 信号检测机构程中,需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号反映用户管网水压值,是恒压供水控制的主要反馈信号。这个信号是模拟信号,读入PLC时,需进行A/D转换。此外,为了加强系统的可靠性,还需要检测供水的上下压力,可以给出检测结果PLC,水池水位信号反映了水泵的进水水源是否充足。当信号有效时,控制系统应保护和控制系统,防止泵空抽损坏电机和泵。该信号来自安装在水池中的液位传感器;报警信号反映系统是否正常运行,泵电机是否过载,变频器是否异常,为开关量信号。

(3) 控制机构:供水控制系统一般安装在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备。供水控制器是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接收集系统中的压力、液位和报警信号,分析和实施来自人机接口和通信接口的数据信息,执行机构的控制方案,通过变频调速器和接触器控制执行机构(即水泵机组);变频器是控制水泵转速的单元,跟踪供水控制器发送的控制信号,改变调速泵的运行频率,完成调速泵的转速控制。

报警作为一个控制系统,是一个重要的组成部分。由于该系统可适用于不同的供水领域,为了确保系统的安全、可靠、平稳运行,防止电机过载、变频器报警、电网波动过大、供水源中断,系统需要监控各种报警量PLC判断报警类别,控制显示和保护动作,避免不必要的损失。

变频恒压供水系统以供水出口管网的水压为控制目标,实现出口总管网的实际供水压力。设定的供水压力可以是常数,也可以是时间段函数,每个时间段都是常数。因此,在一定时间内,恒压控制的目标是保持出口总管网的实际供水压力。

恒压供水系统通过安装在用户供水管道上的压力变送器实时测量参考点的水压,检测管网的出水压力,并将其转换为4-20mA该检测信号是实现恒压供水的关键参数。由于电信号是模拟量,需要通过PLC的A/D转换模块可以读取并与设定值进行比较,比较后的偏差值PID运算后,通过运算后的数字信号D/A将模块转换为模拟信号作为变频器的输入信号,控制变频器的输出频率,从而控制电机的转速,然后控制水泵的供水流量,然后使用户供水管道上的压力恒定,实现变频恒压供水。

变频调速恒压供水系统设备厂家

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