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变频器在深井泵(多级泵)上的应用
点击次数:16 发布时间:2022-11-22

变频器用在深井水泵的控制上,不外是为了保证负载水流的恒定性,一般可以通过恒压闭环方式来完成,如果有储水池的,液位闭环也可以。值得注意的是而深井水泵选用变频器装地面,距离你的水泵距离大于100米的话一般需要考虑加装电抗器和加大变频器功率来保证,其他和普通水泵变频器选型没有太大区别

一、深井水泵变频器选型

1、变频器和电机之间线路过长问题

深井泵是许多没有变频器专业技术知识人的门槛之一,因为他们不知道变频器和电机间距超过50米的距离需要加装出线电抗器,原因是随着输送变频调制过后的电源因为DV/DT的关系,会因输送线的长度增加,对地漏电流的比值会随着增加。漏电流会带来变频器出现大电流而发生过载,通过降低IGBT开关速率也就是载波有一定的效果,但200米的井再加到机房的距离光靠降载波不一定好用,并且低载波也会带来电机的铜损增加。

2、泵的特殊性

许多人也不知道深井泵的机械结构是不能运行在低频,因为深井泵的泵叶是靠吸水的升力将自己悬浮起来的,如果转速不够会造成泵叶悬浮不起来托盘和泵叶磨损,甚至进一步造成报废的可能。

3、选择原则

常见的深井水泵结构大都比较特殊,和相同的通用电动机相比,额定电流比较大。故与之配套的变频器的容量,也就是变频器的额定输出电流一定大于深井水泵电动机的额定容量。

4、必须注意的问题

深井水泵电动机的冷却是通过水泵的流水进行冷却的。故需要深井水泵的水流要有一定的流量,深井水泵等扬程较高的水泵,转速也相应较高,在采用变频器对水泵的转速进行设定时,要设定下限限制。深井泵使用变频器拖动的时候,下限频率不要低于30HZ,出线电抗器加上,使用G型机(通用型)能不是P型(风机、水泵型)。考虑转矩为 恒转矩优先,若是拖动过程报过压再考虑改为降转矩

二、深井泵恒压变频控制方案

变频恒压供水具有节能、安全、高品质的供水质量等优点,恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。

1、恒压供水原理

 通过管网中的远传压力表或者压力传感器将信号送入变频器,使用变频器自带的PID运算调节功能,自动调整电机转速,当管网中压力增大时,远传压力表或压力变送器的反馈信号增大,变频器输出频率、电压下降,电机速度下降,水泵轴功率减小,水泵的流量减少,当到达所需恒定压力值时,此时系统处于动态平衡。当管网中压力减小时,远传压力表或压力变送器的反馈值减小,变频器经过PID运算,调节输出频率上升,从而使得电机转速上升,直到达到设定压力,动态平衡。当不用水时,由于管网压力已达恒定,变频器进入休眠待机状态,此时电机不转,水泵停止工作。当管网压力发生改变时,变频器再次自动唤醒,从而达到恒压动态调节水的流量,达到恒压节能的目的。本控制回路,设有工频备用回路。当变频器回路出现故障时,将选择开关打到“工频模式”,手动启动工频回路,以保证生产生活用水需求。在工频回路设有电动机保护器,电动机保护器具有电动机过载、缺相、短路保护功能,时刻保证水泵机组安全。

2、恒压供水接线图及说明

image.png 

如上所述,流量是供水系统的基本控制对象,供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中,管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系:

若 供水流量 > 用水流量 → 管道水压上升↑ 若 供水流量 < 用水流量 → 管道水压下降↓ 若 供水流量 = 用水流量 → 管道水压不变 所以,保持管道中的水压恒定,就可保证该处供水能力恰好满足用水需求,这就是恒压供水系统所要达到的目的。整个控制过程如下:

 image.png

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用水需求↑ —— 管路水压↓—— 压力设定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ —— 变频器输出频率↑ —— 水泵电机转速↑ —— 供水流量↑—— 管路水压趋于稳定

电机的电路上都加安装了“工频”、“变频”接触器,这样可以有“自动”、“手动”两种工作模式选择:手动模式下,变频器不工作,整套系统按手动起停、工频运行;自动模式下,电机由变频器直接拖动,变频运行管网水压恒定设定值不变。

3、有关节能理论依据

由流体力学理论可知,大部分流体传输设备(如离心式水泵、风机等)的输出流量Q与其转速n成正比;输出压力或扬程P与其转速n的平方成正比;输出功率N与其转速n的三次方成正比,用数学公式可表示为:Q = K1 × n P = K2 × n2 N = Q × P = K3 × n3(K1、 K2、K3为比例常数) 由上述原理可知,降低水泵的转速,水泵的输出功率将下降更多。例如,将电机的供电频率由50Hz降为40Hz,则理论上,频率改变后与 改变前的输出功率之比为 (40/50)3 = 51.2%。实践证明,在供水系统中接入变频节能系统,利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量,以取代阀门调节方式,能取得明显的节能效果,一般节电率都在30%以上。另外,变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节,同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。

4、传感器问题和参数设定

压力传感器装在什么位置决定了参数大小,假如你装在井的最高处,那么比如在井口时的压力你必须大于0.3MPA的话(0.1mpa为10米扬程),那么就要在变频器上设置恒压压力为0.3MPA。启动压力0.25-28,最大压力0.35MPA,最低频率的话,那就要你把机器开起来后,关闭出口阀,看看在恒压状态哦时候变频器的频率是多少了,比如是35HZ,或者40HZ,那么最低频率就设置为+1HZ就可以了,比如36HZ,或者41HZ,根据实际的来,以上设置只针对开民变频器,PID参数设置。

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