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變頻器在深井泵(多級泵)上的應用
點擊次數:628 發布時間:2022-11-22

變頻器用在深井水泵的控制上,不外是為了保證負載水流的恒定性,一般可以通過恒壓閉環方式來完成,如果有儲水池的,液位閉環也可以。值得注意的是而深井水泵選用變頻器裝地面,距離你的水泵距離大于100米的話一般需要考慮加裝電抗器和加大變頻器功率來保證,其他和普通水泵變頻器選型沒有太大區別

一、深井水泵變頻器選型

1、變頻器和電機之間線路過長問題

深井泵是許多沒有變頻器專業技術知識人的門檻之一,因為他們不知道變頻器和電機間距超過50米的距離需要加裝出線電抗器,原因是隨著輸送變頻調制過后的電源因為DV/DT的關系,會因輸送線的長度增加,對地漏電流的比值會隨著增加。漏電流會帶來變頻器出現大電流而發生過載,通過降低IGBT開關速率也就是載波有一定的效果,但200米的井再加到機房的距離光靠降載波不一定好用,并且低載波也會帶來電機的銅損增加。

2、泵的特殊性

許多人也不知道深井泵的機械結構是不能運行在低頻,因為深井泵的泵葉是靠吸水的升力將自己懸浮起來的,如果轉速不夠會造成泵葉懸浮不起來托盤和泵葉磨損,甚至進一步造成報廢的可能。

3、選擇原則

常見的深井水泵結構大都比較特殊,和相同的通用電動機相比,額定電流比較大。故與之配套的變頻器的容量,也就是變頻器的額定輸出電流一定大于深井水泵電動機的額定容量。

4、必須注意的問題

深井水泵電動機的冷卻是通過水泵的流水進行冷卻的。故需要深井水泵的水流要有一定的流量,深井水泵等揚程較高的水泵,轉速也相應較高,在采用變頻器對水泵的轉速進行設定時,要設定下限限制。深井泵使用變頻器拖動的時候,下限頻率不要低于30HZ,出線電抗器加上,使用G型機(通用型)能不是P型(風機、水泵型)。考慮轉矩為 恒轉矩優先,若是拖動過程報過壓再考慮改為降轉矩

二、深井泵恒壓變頻控制方案

變頻恒壓供水具有節能、安全、高品質的供水質量等優點,恒壓供水調速系統實現水泵電機無級調速,依據用水量的變化自動調節系統的運行參數,保持水壓恒定以滿足用水要求,是當今最先進、合理的節能型供水系統。

1、恒壓供水原理

 通過管網中的遠傳壓力表或者壓力傳感器將信號送入變頻器,使用變頻器自帶的PID運算調節功能,自動調整電機轉速,當管網中壓力增大時,遠傳壓力表或壓力變送器的反饋信號增大,變頻器輸出頻率、電壓下降,電機速度下降,水泵軸功率減小,水泵的流量減少,當到達所需恒定壓力值時,此時系統處于動態平衡。當管網中壓力減小時,遠傳壓力表或壓力變送器的反饋值減小,變頻器經過PID運算,調節輸出頻率上升,從而使得電機轉速上升,直到達到設定壓力,動態平衡。當不用水時,由于管網壓力已達恒定,變頻器進入休眠待機狀態,此時電機不轉,水泵停止工作。當管網壓力發生改變時,變頻器再次自動喚醒,從而達到恒壓動態調節水的流量,達到恒壓節能的目的。本控制回路,設有工頻備用回路。當變頻器回路出現故障時,將選擇開關打到“工頻模式”,手動啟動工頻回路,以保證生產生活用水需求。在工頻回路設有電動機保護器,電動機保護器具有電動機過載、缺相、短路保護功能,時刻保證水泵機組安全。

2、恒壓供水接線圖及說明

image.png 

如上所述,流量是供水系統的基本控制對象,供水流量需要隨時滿足用水流量。在供水系統中,管道中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關系:

若 供水流量 > 用水流量 → 管道水壓上升↑ 若 供水流量 < 用水流量 → 管道水壓下降↓ 若 供水流量 = 用水流量 → 管道水壓不變 所以,保持管道中的水壓恒定,就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求,這就是恒壓供水系統所要達到的目的。整個控制過程如下:

 image.png

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用水需求↑ —— 管路水壓↓—— 壓力設定值與返饋值的差值↑ —— PID輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 水泵電機轉速↑ —— 供水流量↑—— 管路水壓趨于穩定

電機的電路上都加安裝了“工頻”、“變頻”接觸器,這樣可以有“自動”、“手動”兩種工作模式選擇:手動模式下,變頻器不工作,整套系統按手動起停、工頻運行;自動模式下,電機由變頻器直接拖動,變頻運行管網水壓恒定設定值不變。

3、有關節能理論依據

由流體力學理論可知,大部分流體傳輸設備(如離心式水泵、風機等)的輸出流量Q與其轉速n成正比;輸出壓力或揚程P與其轉速n的平方成正比;輸出功率N與其轉速n的三次方成正比,用數學公式可表示為:Q = K1 × n P = K2 × n2 N = Q × P = K3 × n3(K1、 K2、K3為比例常數) 由上述原理可知,降低水泵的轉速,水泵的輸出功率將下降更多。例如,將電機的供電頻率由50Hz降為40Hz,則理論上,頻率改變后與 改變前的輸出功率之比為 (40/50)3 = 51.2%。實踐證明,在供水系統中接入變頻節能系統,利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量,以取代閥門調節方式,能取得明顯的節能效果,一般節電率都在30%以上。另外,變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對流量的平穩調節,同時減少啟動沖擊并延長機組及管組的使用壽命。

4、傳感器問題和參數設定

壓力傳感器裝在什么位置決定了參數大小,假如你裝在井的最高處,那么比如在井口時的壓力你必須大于0.3MPA的話(0.1mpa為10米揚程),那么就要在變頻器上設置恒壓壓力為0.3MPA。啟動壓力0.25-28,最大壓力0.35MPA,最低頻率的話,那就要你把機器開起來后,關閉出口閥,看看在恒壓狀態哦時候變頻器的頻率是多少了,比如是35HZ,或者40HZ,那么最低頻率就設置為+1HZ就可以了,比如36HZ,或者41HZ,根據實際的來,以上設置只針對開民變頻器,PID參數設置。

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