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变频器在高层建筑供水系统中的运用原理与功效-金融与经济投稿

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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,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。

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