基于模糊控制的变频调速节能技术在污水处理中的应用

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1、基于模糊控制的变频调速节能技术在污水处理中的应用摘要：提出污水处理厂中应用基于模糊控制的三电平逆变器变频调速节能技术，研究污水处理厂大功率水泵控制的变频调速系统，该系统采用双输入?单输出的模糊控制器对变频器进行控制，最终实现对大功率电动机的有效控制，可以显著地提高污水处理中大功率电机的节能效果，对降低污水处理能耗和成本具有重要意义。中国8/vie　　关键词：模糊控制；变频；节能；污水处理；自动控制　　中图分类号：TN081?34；TU398文献标识码：A：1004?373X（2017）07?0135?04　　Applicationofvariable?frequ

2、encyspeedregulationandenergy?savingtechnology　　basedonfuzzycontrolinseent　　LIUGuitao1，ZHANGTianfan2，LIZhe1　　（1.SchoolofputerandInformationScience，HubeiEngineeringUniversity，Xiaogan432000，China；　　2.SchoolofAutomation，Northentplantisproposed.Thevariable?frequencyspeedregulationsystemto

3、controlthehigh?popintheseentplantisstudied.Thefuzzycontrollertocontrolthefrequencyconverter.Theeffectivecontrolofthehigh?pootorprovetheenergy?savingeffectofthehigh?pootorintheseent，andhasgreatimportancetoreducetheenergyconsumptionandcostoftheseent.　　Keyent；automaticcontrol　　0引言　　在污水处

4、理厂中，污水处理的工艺主流程如提升泵房、曝气池生化处理、污泥消化及污泥脱水、加药处理等都需要大功率电机来驱动，每天需要消耗大量电能[1]，因而在其运行中需要较高的运行费用。在目前运行的城市污水处理中，电耗一般会占到直接运营成本（包括电耗、药耗、大修维护费、污泥运输费、人员工资、管理费）的50%左右[2]，因此如何有效地降低运行电耗对污水处理厂的运行具有重要意义。近年来，随着变频调速节能技术的日益成熟，变频调速节能技术越来越广泛地应用于污水处理厂中，节电效果非常显著[3]。本文以宜昌市花艳污水处理厂为例，提出基于模糊控制的三电平逆变器变频调速节能技术[4]，研究了

5、这种变频节能技术对降低电机能耗，提高电机效率的意义。　　1污水处理厂自动控制系统概述　　宜昌市花艳污水处理厂的控制系统基本结构如图1所示。其主要由PLC组成的反馈控制器进行串联，实现多级串联的反馈控制系统，其中通过PLC控制器实现对各个部门的处理工艺进行控制。从图1中可以看出，大部分控制信号作用在一些大功率的电机设备上，如污水提升泵、加药泵、污泥泵、循环泵等。在整个污水处理厂自动控制系统中，其实质是通过各路采集到的反馈信号实现对各种驱动电机的调节，控制整个污水处理过程[5]。　　目前，污水处理厂中的电机控制大多采用PID调节控制技术，效果不理想。污水处理厂中的电

6、机控制采用基于模糊控制的三电平逆变器变频调速节能技术，这种控制技术相对于PID控制技术，其优点是超调量和振荡小、调节时间短、稳定性好、抗干扰能力强[6]，其变频调速节能技术可以根据各路采集到的反馈信号实现闭环自动控制。　　2三电平逆变器供电的异步电机变频控制系统　　实现变频技术在污水处理中的应用，其关键就是构建基于逆变器供电的异步电机控制系统。三电平逆变器在对污水处理厂中的大功率电机进行控制时，具备中点电位浮动的功能，而且三电平逆变器不仅能够为电机提供电压源，同时还可以受电机控制，是一个受控电压源，因而可以较好地构建异步电机控制系统，其控制原理结构如图2所示。　

7、　其输出电压可以表示为：　　[vANvBNv=132-1-1-12-1-1-12sapvdc-saovc2sbpvdc-sbovc2scpvdc-scovc2]（1）　　式中：[sij]表示各相桥臂的开关状态，其中1表示通，0表示断，[vij]表示各相桥臂间的电压。