变频调速在恒压供水系统中的应用

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1、万方数据2010牟912．龋中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-2552(2010)12—0209—03变频调速在恒压供水系统中的应用吕惠芳(无锡工艺职业技术学院，无锡214206)摘要：随着变频器调速技术及PLC控制技术的发展，变频调速恒压供水系统以其供水压力稳定、安全、可靠、节能而得到广泛应用。讨论了变频调速恒压供水系统的节能原理及系统优点，分析了一种变频调速恒压供水系统的控制过程。关键词：恒压供水系统；变频调速；PID控制器；节能原理Frequency--convertingspeed--changingandconstant--pressurewater

2、supplytechnologyLVHui．fang(WuxiInstituteofArts＆Technology，Wuxi214206，China)Abstract：WiththedevelopmentoffrequencytransformerspeedregulationtechnologyandPLCcontroltechnique，frequencyconversionspeedregulationconstantvoltagewatersupplysystemgetsextensiveUSebecauseofitsstablewatersupplypressure，sa

3、fe，reliableanditsenergyconservation．Thisarticlediscussedonthefrequencyconversionvelocitymodulationconstantpressurewatersupplysystem’Senergyconservationprincipleandthesystemmerit，analyzedonekindoffrequencyconversionvelocitymodulationconstantpressurewatersupplysystem’Scontrolledprocess．Keywords：

4、constantpressurewater—supplyingsystem；frequency-convertingspeed—changing；PIDcontroller；energyconservationprinciple0引言随着我国人民生活水平的不断提高，居民的生活用水量越来越大，原有的恒速泵供水、水塔及高位水箱供水和气罐供水供水方式已不再能满足人们生活的需要。随着变频调速技术及PLC控制技术的发展，一种基于PLC的变频调速供水方式改造以往的间断性供水方式，克服了间断性供水中用水量小时管路压力过大、压力不能调节、易损管件、能耗过大、影响管路使用寿命及增加运行成本等缺点，提

5、高供水效率。1变频调速恒压供水系统的节能原理1．1变频调速原理异步电动机的转速：／7,=60八1-s)／p(其中厂为电网频率；s为电动机转差率；p为电动机极对数)，由此可知，转速／it与频率厂成正比，只要改变频率厂即可改变电动机的转速，当频率厂在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。变频恒压供水系统采用一电位器设定压力，采用一个压力传感器(反馈为4mA一20mA)检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制电机转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，

6、则通过PLC作工频／变频切换，使实际管网压力与设定压力相一致。另外，随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率，调节电动机的转速。收稿日期：2010—06—18作者简介：吕惠芳(1967一)，女，副教授，1991年毕业于南京师范大学。主要从事电力电子技术及电气控制的教学及研究。··——209·-—-万方数据1．2变频调速供水系统的节能原理在恒压供水系统中，用变频调速代替恒速电机机来驱动水泵，可以达到节能的目的。由流体力学知识可知：水泵的工作效率叼，=C。(詈)一c：(等)2(其中，C。，C：为常数；Q为水量；n为电动机的转速)。通过阀门控制水量时，n不变，Q下降，故效率仇下降，通过转

7、速控制水量时，水量与转速成正比，比值旦不变，故效率始终保持最佳状态，可见采用变频调速后，水泵的效率将大为提高，当改变泵的转速n时其效率基本不变，但流量、压力及功率都将按￡=届=儋卫am姚从式中可以看出，电动机的轴功率P与转速的三次方成比例，而转矩r正比于尸／凡，即转矩r与转速的两次方成比例，转速n有一小幅度的降低，轴功率P就会有一个大幅度的减小。管道阻力与水量的二次方成比例变化，则调节阀门的开启度，管道阻力会变化。如果随着用水量的变化，控制管道末端的压加重使之保持恒定