變頻調速給水停泵控制的*方案
閱讀：228發布時間：2008-09-16
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煙臺勾股通信技術有限公司
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當用水流量小于一臺泵的額定流量時，同一臺泵恒壓供水。按離心泵理論，在相似工況下，水泵的水力功率與三次方轉速成正比。當用水流量接近為零（但恒壓）時，泵轉速zui低，其功率也zui小。對于常用的離心泵而言，變頻恒壓供水在零流量下消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1/4或更小（與水泵的Q、H外特性、恒壓值等有關），但變頻泵長期在零流量下運轉并白白消耗能量終究是一個缺點，當泵的功率較大時，此缺點更為突出。
為了使變頻泵在不用水時能夠停泵，以便節能，減少泵的磨損，現在國外變頻器（具有多泵并聯恒壓供水控制功能）采用這樣的一種控制方案：當變頻泵轉速（頻率）降低至接近零流量閾值時，變頻器發出一個指令，使變頻泵停泵休息。管網系統中接有一個小氣壓罐，當變頻泵停泵后，由氣壓罐維持供水;當供水壓力降低至某一設定值時，變頻器接受此壓力信息，使變頻泵啟動并恢復恒壓供水。在實際供水中，并不希望當變頻泵轉速降低至零流量閾值就立即停泵，而是經過一定時間，經判斷并確認沒有用水后才停泵。為此，可在電腦控制程序中設置判斷程序，以達到此目的。具體方法：當變頻泵轉速（頻率）降低至零流量閾值并持續T時間（T為判斷時間，可按需設定）電腦才發出停變頻泵的指令，使變頻泵自停，此功能稱為變頻泵自動睡眠功能。在停泵期間，如有人用水并引起管網壓力下降，當下降至開泵壓力（壓力值可按需設定）時，電腦接受此壓力信息，下達指令使變頻泵自動啟動并恢復恒壓供水，此功能稱為變頻泵自動喚醒功能。
據了解，國內大多數生產變頻給水設備的廠家為了使變頻給水機在小流量供水時能更好地節約電能和不用水時停泵，在給水系統中設置了一個小氣壓罐和一個小工頻泵。
筆者認為，采用小工頻泵和小氣壓罐的方案存在問題較多，不如采用變頻泵自動睡眠和自動喚醒方案。我公司研制生產的智能型變頻給水設備已成功應用了變頻泵自動睡眠和自動喚醒方案，經試驗和交付用戶使用證明十分成功。
當變頻恒壓供水泵的功率很大，例如一臺泵的功率為120kW，在接近零流量供水時，變頻泵實際的耗能約1/4×120=30kW。此時，當小流量用水時，變頻大泵會消耗相當多的電能。從節能考慮，在小流量用水時宜由小泵供水。為了節能可就用一臺變頻小泵。其控制系統就這樣設計：
（1）小流量用水時，求出大泵在恒壓小流量供水時的頻率，設為（Hz）Qmin。
（2）大泵在恒壓小流量供水時，當Hz≤（Hz）Qmin，則變頻器的一個輸出繼電器（可編程的）工作，向PLC發出一個信息。
（3）PLC接受上述信息后：
（a）控制變頻器停止工作;
（b）變頻器停止后在其輸出側進行切換操作：首先使變頻大泵交流接觸器脫開，然后使小功率（如30kW）小泵接入;
（c）在變頻器輸出側切換好后，重新啟動變頻器，恢復恒壓變量供水。
（4）由變頻器帶動小泵（如30kW）進行小流量恒壓供水，此時小泵具有自動睡眠與自動喚醒功能，具有小流量供水的*節能效果。
（5）當用水流量增加，變頻器的輸出頻率上升，當Hz=（Hz）Qmin，變頻器的一個可編程輸出繼電器工作。整個供水系統的工作（2）、（3）所述，水機仍由小泵變頻恒壓供水不變。
（6）當用水流量繼續增大，變頻器的輸出頻率繼續上升，當Hz=（Hz）Qmin+ΔQ變頻器的另一個可編程輸出繼電器工作，并向PLC發出一個信息。
（7）PLC接受上述信息后
（a）控制變頻器停止工作;
（b）變頻器停止后在其輸出側進行以下切換操作：先使小泵的變頻交流接觸器脫開，然后使120kW大泵接入變頻;
（c）在變頻器輸出側切換好后，重新啟動變頻器，恢復恒壓變量供水。
（8）由變頻器帶動120kW大泵進行小流量恒壓供水，例如由3臺大泵并聯，則zui大供水功率可達120×3=360kW。
