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三菱A500变频器在小区恒压供水系统中的应用

来源：艾特贸易2017-06-05

简介1 ．系统组成小区的日常供水是随着时间而变化的，因季节、昼夜相差很大，因此用水和供水的不平衡主要表现在水压上，即用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。传统

1．系统组成

小区的日常供水是随着时间而变化的，因季节、昼夜相差很大，因此用水和供水的不平衡主要表现在水压上，即用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。传统的方式是采用水箱和水塔或气罐加压的方法，在供水质量、日常维护管理和应付意外火警等方面均显示出明显的不足。

恒压供水控制系统的基本控制策略是采用电动机调速装置与可编程序控制器(PLC)构成控制系统进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制。在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

在住宅小区的管网系统中，由于管网是封闭的，泵站供水的流量是由用户用水量决定的。泵站供水的压力以满足管网中压力最不利点的压力损失△H和流量Q为基本出发点，它们之间存在着如下关系：

△H=KQ²

式中，K为系数。设HL为压力最不利点所需的最低压力，则泵站出口总管压力H应按下式关系供水，则可满足用户用水的要求压力值，又有最佳的节能效果。

H=HL+△H=HL+KQ²

因此，供水系统的设定压力应该根据流量的变化而不断修正设定值，这种恒压供水技术称为变流量恒压供水，即供水系统最不利点的供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。

变频恒压供水控制系统由PLC控制器、触摸屏显示器、变频调速器、压力变送器、水位变送器、交流接触器和其他电控设备及泵组（水泵数量可以根据需要设置）等构成，如图4.2所示。在供水系统总出水管上安装压力变送器检测出水压力，在蓄水池安装液位变送器，PLC具有模拟量输入检测模块，检测压力变送器和液位变送器输出的4～20mA信号，将检测的压力信号与设定的压力信号经过PID运算后，通过控制变频器的输出频率来调整电动机的转速，保持供水压力的恒定，这样就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统；自动检测水池水位信号与设定的水位低限比较，输出水位低限报警信号或直接停机。该系统还有多种保护功能，可以保证正常供水，做到无人值守。

变频恒压供水控制系统

图4.2 变频恒压供水控制系统

2．工作原理

该系统有手动和自动两种运行方式。

(1)手动运行

按下按钮启动或停止水泵，可根据需要分别控制泵的启、停。该方式主要供检修及变频器故障时用。

(2)自动运行

合上自动开关后，1号泵电机通电，变频器输出频率从0Hz上升，同时PID调节器接收到来自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升，直到50Hz，1号泵由变频切换为工频，变频启动2号泵，变频器逐渐上升频率至给定值，加泵依此类推；如用水量减小，从先启的泵开始退出，同时根据PID调节器给定的调节参数使系统平稳运行。

若有电源瞬时停电的情况，则系统停机，待电源恢复正常后，系统自动恢复运行，然后按自动运行方式变频启动1号泵，直至在给定水压值上稳定运行。

变频自动运行功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软启动、停止、循环变频的全部操作过程，则系统的启动流程如图4.3所示（以3台泵为例）。

启动程序流程

图4.3 启动程序流程

(3)变频与工频的切换

在本系统中，3台电机会相继涉及变频与工频的切换，这时必须遵守切换原则。在电机由变频器供电与工频供电相互切换时，必须在变频器输出频率为零时，方可切换变频输出，即变频器不准无负载输出和开路运行，也不允许带负荷切换断电；对于从工频切回变频供电的设备，必须在电机断电停转后方可切换，以防止因电动机旋转发电而造成变频器的损坏。

图4.4所示为三菱A500变频器工频、变频切换示意，在切换中必须注意以下问题。

1)切换过程不能在变频器有输出时断开电动机线，因为断开电感性负载时，其会产生反电动势高压，对变频器有冲击。而是让变频器惯性停车，变频器会马上停止输出再进行切换，更不能在变频器有输出时接上电动机。

2)不管是否在电动机停下来才切换，切换电流有可能同样大（相位关系），所以大功率电动机最好是让其先停下来再用软启动器启动，等以后变频器相对便宜时可用“一拖一”形式，很多企业已把变频器当软启动器用。

3)接触器经常动作，寿命短，如果触点打火或烧熔在一起，则容易损坏变频器，而且通常损坏严重，所以要用质量好的接触器。

4)由于多种原因，恒压供水的变频器故障率相对比较高，当调试或维修好变频器后，一般都要到现场检查确认一下工频与变频切换是否有问题，否则变频器可能又会出故障。

三菱A500工频、变频切换