變頻器恒壓供水教學(xué)演示系統(tǒng)設(shè)計

1、本文由貢獻文檔可能在端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇，或下載源文件到本機查看。第卷第期年月通化師范學(xué)院學(xué)報變頻器恒壓供水教學(xué)演示系統(tǒng)設(shè)計王立忠，王廣德，劉洪波，韓，孟昭暉，叢強琳（吉林師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，吉林四平）摘：為了鍛練學(xué)生的職業(yè)技能，在分析和比較國內(nèi)外供水自動控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市供水的現(xiàn)要狀，設(shè)計了一套以變頻調(diào)速技術(shù)為基礎(chǔ)的恒壓供水控制系統(tǒng)該系統(tǒng)綜合運用繼電控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)以及自動控制技術(shù)，實現(xiàn)了恒壓供水的參數(shù)整定，保證了供水系統(tǒng)維持在最佳運行狀況，同時培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力和對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣關(guān)鍵詞：恒壓供水；變頻調(diào)速；節(jié)能中圖分類號：文獻標(biāo)志碼：文章編號

2、：（）基金項目：吉林省科技發(fā)展計劃項目（）；吉林省教育廳科研計劃項目（吉教科合字第號）；吉林省教育廳科研計劃項目（吉教科合字第號）；四平科技局計劃項目（四科合字第號）收稿日期：作者簡介：王立忠（），男，吉林公主嶺人，碩士，吉林師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院副教授傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水等這些傳統(tǒng)的供水方式不同程度的存在效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，難以適應(yīng)當(dāng)前人們生活中供水的需要目前的供水方式正朝著高效節(jié)能、自動可靠方向發(fā)展因此開發(fā)自動的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，越來越受到人們的重視為滿足供水質(zhì)量的要求，降低能耗，實現(xiàn)全自動、可靠穩(wěn)定的供水，利用變頻恒壓供水

3、具有全自動恒壓運行、自動工頻運行、遠(yuǎn)程手動控制和現(xiàn)場手動控制等功能結(jié)合學(xué)生職業(yè)技能訓(xùn)練，在教師指導(dǎo)下學(xué)生設(shè)計并安裝調(diào)試變頻恒壓供水系統(tǒng)，可以鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計能力和工程意識作為教學(xué)演示系統(tǒng)也可以通過演示效果激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識興趣，了解變頻器的應(yīng)用方法系統(tǒng)通過對變頻器內(nèi)置模塊參數(shù)的預(yù)置，利用遠(yuǎn)程壓力表的水壓反饋量，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)用水量的變化，在全流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)實現(xiàn)恒壓供水變頻恒壓供水演示系統(tǒng)的構(gòu)成電流，使水泵的使用壽命延長，在調(diào)節(jié)水泵流量時，可以節(jié)約電能、節(jié)水和運行可靠及控制靈活圖系統(tǒng)構(gòu)成框圖在該恒壓供水控制系統(tǒng)中變頻器采用西林公司生產(chǎn)的變頻器，主要作用是根據(jù)水壓變化改變電機

4、工作頻率，進行調(diào)速控制器采用型，主要作用是用來設(shè)置并顯示水壓大小及變化情況遠(yuǎn)程壓力表用來監(jiān)測實際水壓機電控制部分是來控制電機運行情況核心電路轉(zhuǎn)化與顯示部分是工頻與變頻轉(zhuǎn)化及顯示狀態(tài)的水位檢測器用于檢測水位高過設(shè)定值或低于設(shè)定值，產(chǎn)生信號控制電機運行的狀態(tài)控制系統(tǒng)電氣原理圖及工作原理根據(jù)變頻控制原理結(jié)合電子技術(shù)專業(yè)的教學(xué)特點和實踐能力培養(yǎng)，設(shè)計了即簡易且實用性較強的恒壓供水教學(xué)演示系統(tǒng)該系統(tǒng)由變頻器、遠(yuǎn)程壓力表、電動機、控制器、交流接觸器、熱繼電器、自動空氣開關(guān)、換及顯示元件、箱及輔助配件等構(gòu)轉(zhuǎn)水成系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示變頻恒壓供水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的軟啟動，進而減小水泵啟動時的沖擊系統(tǒng)啟動時首先閉合空

5、氣開關(guān)，把轉(zhuǎn)換開關(guān)達到變頻位置，三相交流電通過開關(guān)送到交流接觸器和熱繼電器加載到變頻器上，變頻器輸出驅(qū)動變頻電機啟動運行，把蓄水池的水抽到上水池中，在此過？：程中利用遠(yuǎn)程壓力表檢測水壓變化情況，由于水壓較小未達到設(shè)定值，變頻器頻率在上升，電機轉(zhuǎn)速也在升高，水不斷地從蓄水池抽到上水池中控制器的水壓根據(jù)水箱能夠承受的壓力值（假設(shè)為個氣壓），當(dāng)達到設(shè)定壓力時，變頻器的頻率不變，表明水壓恒定，電機轉(zhuǎn)速固定如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不啟動，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時，系統(tǒng)啟動若變頻電機故障，可以啟動工頻電機保證供水實際應(yīng)用時為了保證供水質(zhì)量，在用水量較大時，可以增加變頻器和變頻電機在恒壓供水實驗演

6、示系統(tǒng)中可根據(jù)用戶用水量的大小實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，達到恒壓供水的目的水泵電機是系統(tǒng)的輸出環(huán)節(jié)，它的轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實現(xiàn)變水壓的恒壓控制變頻器接受控制器的信號對水泵進行速度控制，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，把信號傳給控制器，通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制水泵電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了閉環(huán)控制電氣控制原理如圖所示壓力檢測值與壓力給定值差距越大，該輸出信號變化就越大一旦管網(wǎng)壓力達到了設(shè)定值，該輸出控制信號就恒定下來，系統(tǒng)穩(wěn)定運行水泵的輸出特性既取決定于水泵的種類，也隨供水管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力特性曲線不同而不同離心式水泵的特性公式如下：（）式中，為水泵的功耗（）；為使用工況點的水泵流量（）；為使用工況點的揚

7、程（）；為輸出介質(zhì)常數(shù)（）；為使用工況點的泵效率（）離心式水泵的特性曲線如圖所示圖離心水泵的曲線流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比；揚程與轉(zhuǎn)速的平方成正比；水泵功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比揚程與流量得關(guān)系曲線如所示圖供水管網(wǎng)的曲線在圖中，水泵額定運行時的工況點是泵的特性曲線與管路阻力曲線的交點傳統(tǒng)的利用閥門控制的水泵，由于要減小流量，關(guān)小閥門，使閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從轉(zhuǎn)移到，揚程則從升到，流量從減小到，運行工況點從點轉(zhuǎn)移到點圖電氣控制原理圖變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水，與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比優(yōu)點是：（）啟動平衡，啟動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動時對電網(wǎng)的沖擊（

8、）由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命（）可以消除啟動和停機時的水錘效應(yīng)在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率（）節(jié)約電能水泵的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比根據(jù)所需流量變頻器自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這樣就可以大量節(jié)約電能？：圖供水流量變化時的曲線而調(diào)速控制水泵時，閥門沒有開關(guān)變化，因此阻力曲線不變?yōu)槭沽髁扛淖儯枰淖兯玫霓D(zhuǎn)速如果把速度從降到，特性曲線也從轉(zhuǎn)移到此時，運行工況點從點轉(zhuǎn)移到點，揚程從下降到，流量從減小到根據(jù)公式（）求出，運行時，在點水泵的功耗為，點水泵的功耗為，兩者的差值為：（）也就是說，用閥門控制水泵流量時，有

9、功率被浪費掉了，并且這個損耗隨著閥門的關(guān)小而增加為此變頻恒壓供水節(jié)能（）節(jié)約用水采用變頻器進行變頻恒壓供水，管道保持恒壓，可杜絕崩管現(xiàn)象，減少跑、冒滴漏等情況，從而節(jié)約用水（）延長系統(tǒng)的使用壽命利用供水專用變頻器進行變頻恒壓供水，可保持系統(tǒng)水壓恒定，不會出現(xiàn)水壓過高的現(xiàn)象，管道的壓力一直可維持在合理的范圍內(nèi)，延長了設(shè)備更換周期，減少了維修的投入，并且避免了管道崩裂事故控制系統(tǒng)設(shè)計意義及注意事項設(shè)計該系統(tǒng)在兼顧實用性的同時，通過設(shè)計和演示使得學(xué)生了解控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，掌握變頻器工作原理，學(xué)會繼電控制系統(tǒng)的布線方法，對于提參考文獻：高學(xué)生的工程設(shè)計能力及職業(yè)技能都有益處實際系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)考慮的因

10、素有：（）管網(wǎng)水壓控制點的選擇為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對由水量變化而引起的水泵剩余揚程進行監(jiān)控，要選擇合適的水壓控制點，使水泵調(diào)速后的揚程與管網(wǎng)阻力特性曲線更好地符合，以獲得最佳的節(jié)能效果（）抗干擾問題為保證系統(tǒng)可靠運行，在電氣連接上應(yīng)注意采取抗干擾措施：如信號線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號線不平行布設(shè)，弱電強電分開，接地問題采用一點接地方式結(jié)語本文分析了采取變頻調(diào)速方式實現(xiàn)恒壓供水的系統(tǒng)設(shè)計方法及系統(tǒng)工作原理，通過調(diào)試能夠達到恒壓供水的目的通過對系統(tǒng)的設(shè)計，達到了讓學(xué)生掌握系統(tǒng)設(shè)計原則和變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計方法根據(jù)實際情況還可把系統(tǒng)進行擴展，采用計算機或與變頻器相結(jié)合，實現(xiàn)智能控制，增加如漏水報警燈等功能，具有較好的應(yīng)用價值張錦榮變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用變頻技術(shù)應(yīng)用，（）吳忠智，吳加林變頻器應(yīng)用手冊北京：機械工業(yè)出版社，王兆義變頻器應(yīng)用及實訓(xùn)指導(dǎo)北京：高等教育出版社，張錦榮風(fēng)機變頻調(diào)速節(jié)能的應(yīng)用實例風(fēng)機技術(shù)，（）陳景文高層建筑變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計中國給水與排水，（）李志榮，安吉秀變頻調(diào)整恒壓供水系統(tǒng)電氣時代，（）（責(zé)任編輯：王前）（上接第頁）、上電荷總能被中和，放電球、之間的電分段對應(yīng)分析法可以簡易而又清晰地解釋靜電感應(yīng)起