工作原理及系统原理图.doc

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1、1水泵变频调速给水系统1.1　水泵变频调速的基本原理水泵变频调速是靠其动力设备三相交流异步电动机的调速性能来实现的。交流异步电动机的转速表达式为：n=60f(1-S)/p　(1)式中，n为异步电动机转速，f为电源频率，S为电动机转差率，P为电动机定子绕组极对数。　　从式(1)中可以看出，因电机生产时，P、S已确定，异步电动机的转速随电源频率的增大而增加，随电源频率的减少而降低。交流变频器正是通过均匀地改变输入异步电动机定子的供电频率，来调节电动机转速的。　　又根据水泵的比例定律，改变转速n，可使水泵的流量Q、扬

2、程H、和功率P都随之相应地改变，其关系式：Q/Q1=n/n1，H/H1=(n/n1)2，P/P1=(n/n1)3…(2)，式中，n1、Q1、H1、P1分别为改变后的水泵转速、流量、扬程和功率。　　由(2)式可以看出，改变水泵的转速，可以改变扬程和流量等，可以满足供水要求，随着转速的降低，水泵消耗的功率与转速相比，是以立方根的方式下降的，节能效果显著。1.2　变频调速恒压供水原理　　全自动恒压供水系统，首先根据供水范围内最大用水量时，系统所需的供水压力Ha进行管网压力设定，如图1所示，当流量由Qa减少到Qb时，恒

3、速水泵的扬程升至b处，超出了设定的管网压力Ha，管网压力传感器检测出压力的上升且输出信号发生变化，控制器(PLC)经过PID计算，控制变频器降低输出频率，使水泵的运行转速由n1减少到n2，保持管网恒压在Ha处，这样比恒速泵减少了bb段扬程，避免了由于超压供水造成的电能浪费。反之，流量由Qc增加到Qb时，用水量大，管网压力下降，经压力信号的反馈，控制器进行PID调节，控制变频器输出频率增加，水泵转速由n3升至n2，保持管网压力恒定在Ha处，既保证了末端用水的需求，保证供水，又避免了水泵转速过高，增加不必要的电能消

4、耗。图1　变频调速恒压供水原理1.3　系统组成及应用　　变频调速恒压供水系统由压力变送器、可编程控制器(PLC)、变频调速器、两台水泵电机、压力设定、液位控制、数据显示和流量积算仪等组成。当变频器带动水泵启动后，压力变送器向PLC反馈供水管网压力H，PLC将管网压力H与压力设定值Ha进行比较后，再按PID控制规律向变频调速器提供控制信号，改变电机的运行频率和电压，改变电机转速。这样，构成以设定压力为基准的压力控制闭环系统，见图2。图2　系统原理图系统由75KW和45KW两台水泵电机组成，系统具有手动和自动变频两

5、种工作方式。变频调速供水属无塔给水，应克服高峰供水能力不足问题，但高峰用水时间毕竟不长，大量时间是在低于高峰用水量下运行，尤其在夜间用水量较少，泵效率低，为了降低小流量时大泵运行的能耗，在用水量较少的情况下(如深夜)，时间控制器自动改用45KW水泵电机变频调速，进一步节能降耗，提高节能效果。清水池在液位检测的同时，具有水位高、低报警，且液位低时自动切断变频器供电。变频调速器自身具有过压、过流、断相、过热保护和故障显示等功能。管网压力设定值可在0—0.6MPa范围内连续设定。流量积算仪可显示瞬时和累计流量1.4Q

6、HBS—4H型全自动恒压变量给水设备1.4.1工作原理及系统原理图QHBS—4H型全自动恒压变量给水设备是一种采用微机控制的变频调速给水设备。具有变流量供水时控制水泵的出口压力为恒压或变压的基本功能。本设备是通过压力传感装置，将实际运行中的压力信号变换成标准的电信号输入微机，经放大、比较、运算等处理后，得到最佳控制参数控制水泵机组的转速和运行台数，进行变频调速运行，满足实际用水量和压力要求，从而达到高效节能和改善供水工况之目的。该设备的系统原理图如下：1.4.2QHBS—4H型全自动恒压变量给水设备的工作程序：

7、水泵机组的变频调速运行，其目的是为了满足用户需要多少水，水泵就提供多少水。即：用户用水量增大时，电机立即通过变频调速系统提高转速，若用户用水量减少时，则反之。下面以三台泵为例详细说明：1.4.2.1当用水量在一台泵额定流量区间时，1号泵自动启动实行变频调速运行。1.4.2.2当用水量大于1台泵，而小于2台泵的流量时，1号泵自动切换成工频（即泵的额定转速）运行。2号泵自动启动实行变频调速运行。1.4.2.3当用水量大于2台泵，而小于或等于3台泵的流量时，1号、2号泵自动切换成工频运行。3号泵自动启动实行变频调速运

8、行。1.4.2.4当用水量减少时，泵的运行程序则反之。1.4.3QHBS—4B应用QHBS—4B型全自动变压变量给水设备是供水管网中的一种调节局部压力的设备，具有消防、生产和生活给水的特有功能。这种设备的基本原理是：利用在同水泵直接供水系统中并联的一个稳压罐，管网用水量的变化直接反应到稳压罐压力的变化。利用稳压罐压力变化自动控制水泵的启、停，达到对管网自动地、不间断地供水的目的。整套设