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恒压供水上的应用

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恒压供水上的应用


  • 恒压供水上的应用

引言

随着我国经济的高速发展,能源(水、电、油)消耗在企事业单位生产成本中所占的比重越来越高,如何有效地降低企业的生产成本,开发企业的第二利润中心,愈来愈受到企事业的重视。

根据流体力学原理,水泵的流量与电机转速成正比,压力与电机转速的平方成正比,变频恒压供水设备由水泵、风机类专用型交流变频调速器、PLC可编程控制器、远传压力传感器,PID调节控制器,调节阀门、泵组等构成。根据不同的需要,可采取恒压控制、恒流量控制等多种闭环自动控制方法。水泵采用变频调速技术后,节能效果比传统调压调流方式可节电40%~50%,节约用水约量8%。 

恒压供水控制水泵设计及控制方法

恒压供水系统主要组成是变频器、压力传感器(或远传压力表)和循环水泵,而风机水泵类机械性能曲线如图1,其流量与转速成正比,转速-力矩特性为二次方递减力矩,所需要的轴功率与转速的三次方成正比。即:

q∝n, h∝n2 , p∝n3

q:流量, h:扬程, p:轴功率, n:转速

数学关系式为:p=0.163•q•h/ηp(kW)

秒速赛车官方网站其中:p:轴功率,q:流量,h:扬程,ηp: 泵效率

image.png


传统的方法是电机转速恒定不变,使用阀门的开启度(增大或减小管阻)实现流量控制(俗称憋泵),其扬程-流量特性见图2,例如需要额定流量的 100%、80%、40%流量时,使用阀门调节的方法,其工作点对应图中A、B、C点。这样造成供水管网压力不稳,工作效率低、启动电流大、工作噪声大、电能耗量大等特点。

采用变频调速控制时,设定供水压力,根据用水量的大小,变频器改变输出频率,使电机的运转速度保证供水量,从而使供水系统工作压力维持动态平衡,见图2,其工作点对应A、D、E。而对应的阀门控制和速度控制对应的数学关系如下:

Pm=q•h/(η/η0) 工作点的轴功率

PIN(V)=Pm/ηm 阀门控制时消耗的电功率

PIN(I)=Pm/(η1m•ηINV ) 速度控制时消耗的电功率

P0=0.163•Q0•H0/η0 额定工作点的轴功率

这里:ηINV:变频器效率,η1m:变频器拖动对应工作点电机效率,ηm:工频拖动对应工作点电机效率

例如:电机功率P=15kW,效率η0=0.9,电压U=380V,电流I=29.4A,转速N=1440rpm,极数pole=4;Y132S2-2型水泵,流量Q=107m3/h=1.87m3/min,扬程H=32m,泵效率ηpump=0.65,泵性能曲线如图1,泵的扬程-流量特性曲线如图2,可计算得表1泵的不同工作点与轴功率及表2泵不同工作点消耗电能比较:

◆表1 泵不同工作点与轴功率:

工作点

水泵额定值

阀门控制


变频器控制


流量Q

1.87

1。43m3/min

0.71m3/min

1。43m3/min

0.71m3/min

转速n

1440rpm

1440rpm

1440rpm

1252rpm

936rpm

扬程h

32

35.5

40

25

16

泵效率ηpump

0.65

0。66

0.48

0.66

0。62

轴功率P

14。3

12.4

9。68

8.72

3

◆ 表2 泵不同工作点消耗电能比较:

控制方式

阀门控制

变频器控制

流量

1.43m3/min

0.71m3/min

1.43m3/min

0。71m3/min

消耗电功率

13.8

11.1

10

4

电机效率

0。9

0.88

0。87

0。75

变频器效率



0.95

0.92


由表1和表2可知,水泵电机消耗的电功率与频率的三次方成正比,在保证压力恒定的情况下, 降低电机的工作频率, 可有明显的节能效果:

◆流量为额定流量的80%时,变频控制比阀门控制节能为:13。8/14。3-10。0/14。3=26。6%

◆流量为额定流量的40%时,变频控制比阀门控制节能为:11.1/14.3-4.00/14.3=49.6%

据统计一年中水泵电机负载率在50%以下的时间占总运行时间的50%以上,因此变频控制系统节能效果相当明显。 

我公司200P系列变频调速器恒压供水应用案例

l 一拖一(面板给定;远传压力表反馈)

image.png

 image.png

远传压力表缺点:传送的信号是电阻信号!传送精度不高,距离有限!

远传压力分0-6V和0-10V两种,如果为后者可直接与变频器连接,如果为0-6V时需要采用5V电压供电,如果采用10V电压供电虽然通过调模拟量比例实现恒压控制,但时间长了容易烧坏压力表,所以需要在10V电源上串一个3W 300欧的电阻才能使用。

l 一拖一(面板给定;两线式4-20mA压力传感器反馈)

image.png

image.png


压力变送器,把压力信号转换为电信号,一般是不直接显示压力而是通过电流、电压、频率等信号传送到变频器,在变频器中进行功能上的扩展,显示出反馈压力,信号传送到距离可以达到1~3kM(电流信号)。

l 一拖一(面板给定;三线式4-20mA压力传感器反馈)

image.png

image.png

秒速赛车官方网站l 一拖一(外部电位器给定;两线式压力传感器反馈)

image.png

l PID参数调整说明:        应用宏F3.01=1236 

F0.01

外控选择

F4.21

PID输出特性

F7.16

继电器A*B*C断开延时

F0。03

PID控制

F4.22

比例增益

F7.17

继电器A1*B1*C1吸合延时

F0.06

下限频率

F4.23

积分时间

F7.18

继电器A1*B1*C1断开延时

F2.19

MO1(继电器A1*B1*C1)

F4.24

微分时间

F7。19

启动延时

F2.21

继电器A*B*C

F4。25

采样周期

F7.21

睡眠检测频率

F3。05

运行状态参数显示选择

F4.26

PID控制极限偏差

F7。22

睡眠检测延时

F3。06

停机状态参数显示选择

F4.27

反馈断线检测(E02E

F7。23

苏醒压力

F4.00

加速时间

F4。28

反馈断线检测时间

F7.24

苏醒检测延时

F4。01

减速时间

F7.12

高压力检测点

F7。25

缺水检测延时(E0P2

F4.18

PID给定源

F7.13

低压力检测点

F7.26

PID调节范围

F4。19

PID给定值

F7.14

压力到达检测幅度



F4.20

PID反馈源

F7.15

继电器A*B*C吸合延时




l 一拖一(面板电位器给定;三线式压力传感器反馈)

image.png

◆ 一台变频器带二台电机运行模式参数说明:

功能码

名称

设定范围

F7。19

变频启动延时

0。0--60。0S

F7.29

自动切换模式

7、一变一共固定模式

8、一变一共循环模式(固定时间循环)

F7。31

辅机启动频率

F7.32辅机停止频率频率上限

F7。32

辅机停止频率

频率下限—F7。31辅机启动频率

F7.33

辅机启动延时

0—999。9S

F7.34

辅机停机延时

0—999.9S

F7.36

自动循环切换时间

0—6000.0

F7。37

加减泵加减速时间

0—999。9

F7.39

延时单位

0--3

F2.19

MO1(继电器A1*B1*C1)输出

0--24

F2.20

MO2(集电极开路)输出

0--24

F2.21

继电器A*B*C输出

0--24

l 一拖二(一台变频;一台工频固定模式)

image.png

QF1:变频器电源空开

秒速赛车官方网站QF2:工频泵电源空开

秒速赛车官方网站QF3:控制回路电源空开

KM1: 工频泵运行接触器

RH1:工频泵热过载继电器

SA1:变频运行启动按钮

SA2:变频运行停止按钮

功能码

名称

出厂值

调整值

备注

功能码

名称

出厂值

调整值

备注

F0.01

运行指令通道

0

1

外部端子控制

F4.19

给定压力

0.00%

50%


F0。03

频率指令选择

0

5

PID控制

F7.29

自动切换模式

0

7


F0.06

下限频率

0。50Hz

30.00Hz


F7.31

辅机启动频率

0

49.99


F2.19

A1*B1*C1输出

18

24

2输出

F7.32

辅机停止频率

0

32


F3。05

运行状态显示

1183

775


F7.33

辅机启动延时

0

5s


F3.06

停机状态显示

15

49


F7.34

辅机停止延时

0

10s


F4。00

加速时间

10.0s

20。0s


F7.37

加减泵加减速时间

0

20s


F4.01

减速时间

10.0s

20。0s







l 一拖二(一台变频;一台工频固定模式)/工频


image.png

image.png

功能码

名称

出厂值

调整值

备注

功能码

名称

出厂值

调整值

备注

F0.01

运行指令通道

0

1

外部端子控制

F4.19

给定压力

0.00%

50%


F0.03

频率指令选择

0

5

PID控制

F7。29

自动切换模式

0

7


F0.06

下限频率

0.50Hz

30.00Hz


F7.31

辅机启动频率

0

49。99


F2.19

A1*B1*C1输出

18

24

2输出

F7。32

辅机停止频率

0

32


F3.05

运行状态显示

1183

775


F7.33

辅机启动延时

0

5s


F3.06

停机状态显示

15

49


F7。34

辅机停止延时

0

10s


F4.00

加速时间

10.0s

20.0s


F7。37

加减泵加减速时间

0

20s


F4。01

减速时间

10.0s

20.0s








秒速赛车官方网站l 一拖二(一台变频;一台工频定时循环)/工频 


image.png

image.png

l 一拖二(两台水泵定时循环)

image.png

image.png

l 一拖二(两台水泵定时循环)/工频

image.png

关键词:河南变频器维修,郑州变频器厂家,国产变频器

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