品牌 : |
变频控制柜 |
型号 : |
JH-QYR |
加工定制 : |
是 |
额定电流 : |
30A |
短路关合电流 : |
10KA |
壳体防护等级 : |
一级 |
外形尺寸 : |
定制mm |
产品认证 : |
CCC |
物料编号 : |
000057 |
母线额定电流 : |
1250 |
额定频率 : |
50 |
结构形式 : |
固定式 |
上海格立特恒压供水专用变频器在恒压供水系统的应用
一、引言
变频技术是应交流电机无极调速的需要而诞生的。随着电力电子器件和微电子技术的不断发展,20世纪我国也在20世纪末,经过不断探索有了自己的国产变频器。其中上海格立特、山东惠丰�p成都佳灵等是 早一批的生产厂家。经过多年的不断改进完善,如今变频器作为一种工业产品已经广泛应用在各行各业,而变频器的功能已不仅仅是简单的调速、省电了,完善的功能不但简化了控制系统,而且功能的实现更加方便,如变频器内置的PID控制功能在恒压供水系统上的应用就是其中典型一例。
二、系统组成
早期的恒压供水系统一般是由PLC或单片机为主,加以复杂的控制设备得以实现。而随着变频器技术的不断发展,功能的不断完善,简单的恒压供水系统不再依赖PLC或单片机控制系统。而仅仅依靠变频器的内置功能即可实现这一控制任务。利用变频器的PID闭环控制功能,配以压力传感器作为反馈装置,即可实现对电机速度控制。从而实现供水压力的恒定。
变频器我们选用格立特公司生产的VF12系列的通用型变频器,该系列是适应多种工况的高品质、低噪声、多功能通用变频调速器。内置PID调节 器,闭环控制系统结构简单。压力表我们选用YTZ-150电位器式远程压力表,安装在水泵的出水管上,该压力表适用于一般压力表适用的工作环境场所,既可直观测出压力值,又可以输出相应的电信号,输出的电信号传至远端的变频器。压力表有红、黄、蓝三根引出线。
压力表电气技术参数:
电阻满量程:400Ω(蓝、红)
零压力起始电阻值: 20Ω (黄、红)
满量程压力上限电阻值: 360Ω(黄、红)
接线端外加电压: 6V(蓝、红)
三、系统功能
以往的恒压供水设备,往往采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器,PID算法编程难度大,设备成本高,调试困难。而采用带有内置PID控制功能的变频器作为恒压供水设备的主控设备,降低了设备成本,提高了生产效率,节省了安装调试时间。同时,为了保障水压反馈信号值的准确、不失值,还可对该信号设置滤波时间常数,对反馈信号进行换算,使系统的调试非常简单、方便。
四、系统调试
(1)PID控制的原理及变频器的有关参数,PID控制器的比例P、积分I、微分D三部分的作用分别为:
比例P控制:调节量按误差比例输出,纯比例P控制时,误差不会为零。
积分I控制:调节量按误差的积分输出,误差为零时,输出恒定。
微分D控制:调节量按误差的微分输出,误差突变时,能及时控制。
PID控制:组合三者的优势,获得 佳的控制性能。
(2)PID的调试
开环调试:检查接线无误后,合上空气开关和漏电开关,变频器上电,数码管显示0.0,按JOG键,检查水泵的转向,若反向,改变电机相序。按运行键RUN,运行指示灯亮(绿色),顺时针方向旋转键盘旋钮,输出频率上升,观察压力表的压力指示,同时用万用表直流电压档测量变频器端子VF和GND之间电压值,随着变频器输出频率升高,压力增加,VF和GND之间的反馈电压上升,记录下将要设定的恒定压力(比如5公斤)对应的反馈电压值(比如3.1V)。按停车键STOP,变频器减速停车。
闭环变频恒压运行:合上起停开关,变频器运行指示灯亮,输出频率从0.0Hz开始,根据用水情况自动调节,保障出水口的压力恒定为5KG。修改F84的参数设定值,可以相应增加或降低出水口的压力。由压力传感器反馈的水压信号4200mA或010V直接进入变频器的A/D口,设置给定压力值,PID参数值,使其工作在 佳状态。由于水泵及供水管网在PID调节过程中常常出现变频器报警或跳闸,这需要调节变频器中的P和I参数,但如I参数调节不当会造成PID控制波动过大,无法达到控制要求。在调节过程中可根据现场实际情况逐步增加I参数值,从而达到软化PID,减小变频器闭环调节时的响应电流,排除变频器报警。
五、恒压供水系统注意事项
1、电气系统
在主回路系统中,分为由变频器控制的水泵电机M1(简称变频泵)加上常用的一般控制的水泵电机M2(简称工频泵),使用工频泵的台数多少可由供水量大小而定。工频泵主要是为了防止变频系统出现故障时的一种临时解决方案。
(1) 使用前要核准变频器的额定电压与交流电源电压是否一致。
(2) 因变频器制造厂家不同,在控制柜变频器主回路接线的设计上存在一定的差别。一般要求在变频器的保护功能起作用或发生其它故障时,为了切断电源以防止故障或事故的扩大,通常三相交流电源L1、L2、L3经高频漏电开关QF、接触器KM接至输入端R、S、T。且变频器的故障输出端子串接于接触器的控制回路。但是,不允许频繁的“开”和“关”QF或KM来进行“运行”和“停止”的切换。
(3) 变频器输出端U、V、W与电机之间勿需加装交流接触器,否则在变频器的运行过程中,若接触器进行ON、OFF时会产生大电流和引起过电压。易损坏变频器内的逆变桥功率模块。此外,一般不必另加装热继电器作过载保护(一台变频器驱动多台电机时除外)。
(4) 变频器额定容量与电动机额定功率的比数应是3:2为宜。小了影响有效力矩的输出,大了高次谐波含量加大。
(5) 变频器控制柜应安装在干燥、通风良好的场地使用,并且要避免阳光直射。
(6) 当气温达到40oC以上时,变频器控制柜内要正确安装换气扇。排气扇应采用下进、上出的安装方式,保障变频控制柜内的正压通风。
(7) 当电机低速运行时,为了散热的需要,必要时要采取通风冷却措施。
(8) 用绝缘电阻表(兆欧表)进行测量电机绝缘电阻时,要将变频器接线端子U、V、W与电机接线断开,切勿将测试电压加到变频器上,因电压过高容易造成变频器损坏。
(9) 在变频器输出频率低时,输出电压也低,电压降比例也大。因此,电缆的截面积要比没有用变频器作驱动电机用的电缆截面积大一级。电缆长度力度力求越短越好,不允许与控制线混放在一起敷设(使用屏蔽线除外)。
(10) 为了防止触电和有效地抑制射频干扰,变频器外壳应良好地接地。
2、水泵系统
(1) 因为水泵的排水压力与转数二次成正比,对水泵实施转速控制保持 佳压力,才能达到 佳供水效果。目前采用变频器对水泵电机的调速控制方式,是 理想、 经济的一种方法。
(2) 在安装前首先把水管网路阻力损失、供水面积、供水高度等计算准确,然后再确定水泵的扬程、流量、轴功率、电机功率等,否则无法确定使用多大容量的变频器。
(3) 在水泵铭牌上的扬程是水泵的总扬程,还必须考虑到由于管路的阻力(磨擦阻力、弯头阻力等)所造成的扬程损失(也称损失扬程),它包括不吸管水路的损失扬程和压水管的损失扬程。因此,在选用水泵的总扬程时应该等于或大于所需扬程。
(4) 在设定压力值时,要考虑管道的质量,一般不宜超过4kg/cm。
六、结束语
将变频器应用于恒压供水系统,不仅减轻了工程人员的安装劳动强度,而且缩短了调试时间,方便了用户的使用,减少了投资,节省了电能,缩短了设备维护时间,提高了经济效益。同时,变频器的多种保护功能又可对电动机起到良好的保护。所以,将变频器应用于恒压供水系统是一个值得推广的工作。
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