恒压供水控制系统应用变频调速技术走向节能新时代

一、引言

在设计工业供水工程时，首先就会考虑到恒压供水与节能，除了大桶槽或虚耗能源的节流阀的恒压维持方案外，还须防止泵浦快速启停循环造成的压力涌浪。由于如今的变频技术在节能以及自动化控制等方面有着显著效果，因此采用风机水泵 变频器 （以下简称VFD）来控制完成恒压供水是一个绝佳解决方法。由于通用型VFD是通过外部PLC或PID控制器来接受运转指令的，在整合调整时较为麻烦且耗时。杭州三科的SKI600系列水泵风机专用VFD通过构建内建泵浦控制逻辑，有效的简化了供水系统的恒压调速控制系统。

二、变频恒压供水设备的特性

这里先了解下电机的转速公式：其中P为电机的极对数，S为转差率，f为供电频率，n为电机的实际转速。从公式可以看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可平滑 地调节电机转速，从而可以连续方便地改变风机的风量。风机是泵类负载，属平方转矩负载，其转速n、流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n,H∝n2,P∝n3，即流量与转速成正比，压力与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比。

通过上述分析后，我们可以了解到通过改变电机转速就可简单地改变风机的风量，保证空气燃料比的优化；通过改变电机转速，可以有效保证系统期望的工况，降低系统的电损耗。在监控系统中使用变频调速技术有以下优点：

（1）可方便地实现电机软启动、自由停车。电机均通过SKI600或软启动从0—50HZ作缓慢加速启动，减少了机泵因突然高速起动所带来的影响，降低了设备在直接启动时产生的启动电流，防止了电网的过度冲击；

（2）提升功率因数，改善电机电源质量，保证电机的功率与实际负荷相匹配，达到系统节能运行的目的；

（3）避免机泵的产生喘振现象，使机泵运行处于较好工况状态；

（4）自动化控制构成便捷，使被调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性。

使用变频调速技术不仅调节方便，而且节能效果也是很明显的，设电机额定功率为PN，额定转速为nN,转速为n时实际输出功率为P，则节能（用功率表示）△P可以表示为：如取，则△P=0.67PN,即节能效果在理想情况下可达到67%，可见只要采用变频调速技术，用变频调速其节能效果是很显著的。

3  基于变频调速的恒压供水控制系统

基于变频调速的恒压供水控制系统如上所示。在图1控制系统中，压力及流量是泵浦控制的两个重要参数。SKI600可借助压力或流量传感器回传的电压或电流信号持续跟踪压力及流量，泵浦按预先设定的运转方式工作或停止,可大幅度节电并延长马达及泵浦的使用寿命。控制多台泵浦为了提高流量，可使用一台以上泵浦组成控制系统，SKI600可使用内建Relay(或选购Relay卡)控制额外泵浦在需要时的启动或停止，以维持恒压。

通过调试SKI600的参数，能够避免设备的频繁启动，将泵浦之间的压力平滑的转移同时维持在容许的误差范围。SKI600能够控制任何由电机驱动的泵浦，内建较小速度设定点可符合深井泵电机制造厂家的低速度需求。而且由于SKI600可以通过使用V/F曲线，设定提供低速能达到99%的额定转矩，提供正排量泵浦低转速时所需的转矩，使用者不必加大VFD与电机容量，在使用透平泵浦时可消除危险转速。

4  结束语

由于各类水站与供配水站都广泛使用泵浦控制系统，本文只是介绍了其中较简单的一种应用状态。SKI600作为三科变频器生产是系列产品，具备广泛的适应性，若广大客户有意咨询合作欢迎电话联系。