变频器在高层建筑供水系统中的运用原理与功效

发布时间：2014-07-28 09:56

　　1随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，变频器已广泛地用于交流电动机的速度控制。因为其具有高效率的驱动性能及良好的控制特性，在各行各业得到很好的应用。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。
　　一般城市管网的水压只保证六层以下楼房的用水，其余上部各层均须 “提升”水压才能满足用水要求。以前高层建筑供水大多采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
　　恒压供水调速系统与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显着的节能效果。
　　2水泵变频调速节电原理变频调速的基本原理
　　交流异步电动机的转子转速n可以用下式表示
　　式中 f——定子供电电源的频率；
　　p——电动机的极对数；
　　s——异步电动机的转差率。
　　由式（1）可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率f时，即可改变电动机转子的转速n
　　水泵供水系统具有管网特性曲线，即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线，它同时表明水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差，液体在管道中流动的阻力。水泵运行工作点位置与水泵负载有关，在水泵负载经常变化的情况下，水泵不能总处在高效区域里工作。为使水泵适应外界负载变化的要求。我们可采用变速调节，即在管网特性曲线基本不变时，采用改变水泵转速来改变泵的Q—H特性曲线。从而改变它的工作点，达到即改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。如图1。
　　图1水泵变速运行图
　　根据水泵的相似原理
　　式中的Q、H、P、n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速。
　　由式（2）、式（3）、式（4）可知，基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率。
　　3Danfoss恒压供水专用变频器简介
　　VLT7000恒压供水专用变频器主要特点有：VVCplus控制模式保证电机具有极高的控制精度，独特的逆变调制方式使电机得到全基波输出电压。系统效率高，电机无额外发热；AMA自适应电机功能，自动检测电机电缆参数，根据内部的数据模型，提供最佳的控制策略；ASFM可调载波频率，解决电机温升和电机噪音的矛盾；传感器故障保护功能，当传感器故障时，变频器执行提前设定的动作（停机、恒定频率等），避免由于供水压力过高导致管网的破坏；工频泵独立控制功能，当供水系统部分设备故障导致变频泵无法运行，工频泵还可继续运行，保持供水不间断；工频回路投入延时功能，在循环变频泵模式下，水泵由变频器驱动切换到工频电网驱动时，延时闭合工频回路的接触器，笔耕文化推荐期刊，避免工频回路跳闸；固定变频泵模式下加泵/减泵频率功能，大大减小定速泵在投入（切除）时引起的管网压力超调；免设定PID调节器，既可数字给定，也可模拟量给定，PID调节器的比例和积分已赋值，现场免于设定；VLT7000恒压供水变频器内置有管路压降补偿功能。
　　4 VLT-7000变频器在高层建筑供水系统上的运用
　　本工程为１９层商住楼。供水系统分两区，低区1-6层由市政供，其余高区由变频泵供。整个恒压供水系统如图2所示。主要由Danfoss变频器VLT7000、压力传感器、三台水泵及相应电气控制元件构成。
　　图2变频恒压供水系统组成
　　系统的工作原理如下：水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由压力传感器检测供水管网实际压力，将此信号反馈给变频器。VLT-7000内置PID调节器根据管网实际压力与设定压力经过比较后计算输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近。这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的。项目投入使用后，运行稳定，供水品质提高，节能效果明显，受到用户的欢迎。

 

本文编号：6983