變頻器是什么？變頻器在二次恒壓供水設備中的應用

　　隨著社會的發展，人們對供水質量和供水系統可靠性以及穩定性的要求不斷提高，目前長沙市也存在個別小區二次供水壓力不穩定的情況，因此利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術，設計高性能、高節能、能適應不同領域尤其適應小區二次供水的恒壓供水系統就成為必然趨勢。

1、變頻調速的特點及分析

　　用戶用水量一般是動態的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低;用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質量。

　　用水區域采用恒壓供水系統，能產生較大的經濟效益和社會效益。在生產生活供水時，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響生活質量，嚴重時會影響生存安全，如發生火災時，若供水壓力不足或或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以，恒壓供水系統對于用戶是非常重要的。而以變頻調速為核心的智能供水控制系統正好取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備。它起動平穩，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊;而且泵的平均轉速降低了，也就延長了泵和閥門等的使用壽命。其運行性能穩定安全、操作方式簡單方便、基本功能齊全周到，能夠達到二次供水節水、節電、節省人力的高效率運行目的。

2、恒壓供水的變頻應用方式

　　變頻恒壓供水設備是一種新型的節能供水設備。變頻恒壓供水設備是運用當今非常先進的微電腦控制技術，將變頻調速器與電機水泵組合而成的機電一體化高科技節能供水裝置。而將變頻器應用在二次供水設備中，是以水泵出水端水壓(或用戶用水流量)為設定參數，通過微機自動控制變頻器的輸出頻率從而調節水泵電機的轉速，實現用戶管網水壓的閉環調節，使供水系統自動恒壓穩于設定的壓力值:即用水量增加時，頻率提高，水泵轉速加快;用水量減少時，頻率降低，水泵轉速減慢。這樣就保證了整個用戶管網隨時都有充足的水壓(與用戶設定的壓力一致)和水量(隨用戶的用水情況變化而變化)。根據壓力反饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動機轉速，達到管網恒壓的目的。

3、簡述PID控制原理

　　PID控制器可以用來控制任何可以被測量的并且可以被控制變量。我們要想保持水壓的恒定，就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，現在控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。要想維持供水網的壓力不變，根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由于供水系統管道長、管徑大，管網的充壓都較慢，故系統是一個大滯后系統，不易直接采用PID調節器進行控制，而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統調節作用。

4、二次恒壓供水變頻應用控制原理

　　用變頻調速來實現恒壓供水的優點有三方面：一是起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊;二是由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;三是可以消除起動和停機時的水錘效應。

　　當由一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。雖然水泵在低速運行時，電動機的工作電流較小。另外，電動機的熱保護是必需的。因為當用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處于頻繁的升、降速狀態，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導致電動機過熱。而由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，必須采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。

　　功能預置方面，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。

5、恒壓二次供水系統特點

　　5.1節電：優化的節能控制軟件，使水泵實現最大限度地節能運行。

　　5.2節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象。

　　5.3運行可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。

　　5.4聯網功能：采用全中文工控組態軟件，實時監控各個站點，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量，累積每臺泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。

　　5.5控制靈活：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

　　5.6自我保護功能完善：如某臺泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，以保護供水。

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