变频技术在水泵供水系统中的应用

【前言】变频技术在水泵供水系统中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1.1变频技术 变频技术顾名思义，就是一种通过改变定子供电频率来实现电机变速的技术手段。在当今所有的变速技术手段中，变频调速比任何一种交流调速方式都具有无可比拟的优越性，在世界范围内发生了重大变革，是当今一款性能最好，应用最广的高效技术。变频技术采用计...

摘 要 电子电力技术及其计算机控制技术领域的日益发展，使得我国的变频器技术也随之成熟进步，在具体实践操作中得到广泛运用。变频器技术的应用，在避免传统式水泵供水系统启动频繁，机器易磨损，耗能等弊端的基础上，实现了恒压式转速，使得水泵供水系统能够高效、节能式的运转。笔者在结合多年的实践工作经验基础上，在本文中主要对变频器的基本工作原理进行重点阐述，并对其实际的应用情况等方面进行分析。

关键词 变频技术 水泵 供水系统 应用

中图分类号：TD744 文献标识码：A

水泵供水系统依据每个地区对水需求量的不同来调节变化水泵的流量和压力以及管道中的流量，以此来满足各个地区的用水需求。在水泵供水系统中，一般有两种主要的方式来对水泵流量进行调节，第一种方式是通过开大供水阀使其流量上升或者关小供水阀使流量下降来进行节流调节。在传统式的水泵控制装置中，一般都是靠调节水泵的进出口阀门的开口程度来调节水流和水压的，但是这样做会出现一些问题，由于是通过调节水泵的出口阀门开口度来抑制电机过载问题的，因此，这样做就会导致阀门开度过小或者是流量小时压力过高等问题的出现。第二种做法是，通过控制水泵的调速来进行调节，当水泵转速高时，供水流量就会增加，当转速下降时，流量就会降低，通过对供水系统中的水泵进行调节来改变供水的流量。

1核心概念界定

1.1变频技术

变频技术顾名思义，就是一种通过改变定子供电频率来实现电机变速的技术手段。在当今所有的变速技术手段中，变频调速比任何一种交流调速方式都具有无可比拟的优越性，在世界范围内发生了重大变革，是当今一款性能最好，应用最广的高效技术。变频技术采用计算机智能控制，实现了工业交流电机的无线调速，它可以依据负载的变化而调节变速，实现了能源节约，提高了生产效率，优化了资源的合理利用。

变频器水泵供水系统，能够实现24小时式的持续运行，根据压力信号自动调节，供水质量较好，能有效地避免水泵因频繁启动导致停止或缩短使用寿命等情况的发生。恒定的水压供水系统，保护功能强大，运行安全可靠，具有欠压、过流、过载、过热、缺相、短路保护等方面的功能。

1.2水泵供水系统

供水系统又叫做供水设备，是为了缓解因压力不足而导致的水流高度及其流量无法满足用户需求的目的。水泵供水系统一般都包含水泵机、变频控制器和压力传感器及其常用的辅助器件等，当然，不同类型的水泵供水系统也会包含不同的设备类型。目前，变频供水设备主要有这么几种类型：无负压供水设备、无塔变频供水设备、双模变频供水设备、家用一体式供水设备、数控气压式供水设备和超静音管中泵变频供水设备等。

2变频水泵供水系统的主要构造

变频水泵供水系统一般包括：PLC控制器、上位机控制PC机、变频调速器BP、压力变送器PT、软启动器BU、水位变送器LT、接触器K1-K6和其他电控设备、水泵等主要部分。一般而言，压力变送器处于供水系统的总出水管上，每一个用水处的水池里面也安装两只水位变送器；PLC控制器一般由西门子S7-300式的模块组成；运用MP277-10寸触摸屏作为人机界面；CPU则是315-2dp规格的；电源模块主要是PS307-10A；模拟量的输入模块是SM331，输出模块则为SM332；数字量的输入模块是SM321，输出模块是SM322；通信模块是用CP343-1和CP342-5式的以太网及485总线来进行通信的。

3变频技术在水泵供水系统中的具体运用

3.1变频技术的节能原理

变频器主要是通过调节交流电动机的转速来实现节能功能的，它除了具备卓越的调速性能之外，还具有显著的节约能源之功效，是当今产品技术改造和更新换代的理想调速装置。变频器的应用，可以显著提高水泵电机转度的控制精度，使得变频器能在最节能的速度下运转。依据流体力学中的基本原理，我们可知：轴功率与转速的三次方呈正比，当水泵的转速降低时，其功率需要按照转速的三次方降低，由此可见，精确的调整转速对于节能具有可观的效果。

3.2变频技术的控制原理

变频技术在水泵供水系统中的控制原理详见图1所示。压力变送器和水位变送器电源都是运用PLC式电源模块提供的通用DC24V型号的电源，输出信号则采用4～20mA电流环信号，当检测到压力和水位信号与预设值经过PID运算后，通过控制变频器的输出频率来调整变频器电动机的转速，在水位限制内来保持供水的压力、流量处于恒定状态。在这种运行原理下，就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统。通过自动监测水池里水位的低限信号，输出水位低限信号或直接停机来做到无人值守式的远程控制。

3.3变频器技术主要工作流程

变频控制系统一般都有两种主要的工作方式：现地控制和远程遥控。

（1）现地控制

现地控制一般具有手动操作及其信号显示等基本功能，工作人员在检查和维修变频器故障时，可以根据工作的具体需求来控制水泵的启动、停止状态。

（2）远程遥控

变频器在运作过程中，主要是通过循环投切的方式来启动主、备两种水泵，软启动器在变频器故障的状态下能够通过转换按钮的操作来代替变频器。当自动开关合上之后，主泵电机开始通电，变频器控制输出从OHz开始上升并监控压力传感器的数据压力。当压力不强时，输出频率会持续上升，直到可以达到50Hz之后，主泵切换到工频状态，变频器切入到备用泵使变频器能够顺利启动，启动变频器后，继续加大水量，使压力达到一定标准之后，水泵能以正常的频率进行工作并保持输出时的压力状态。假如水泵在运行过程中突然出现停电或者停机等故障时，需要等待电源恢复或者系统自动恢复之后才能继续按照预先设置好的工作流程实现多台水泵的顺序变频启动、停止和循环变频等环节。

3.4供水系统的调频设置

变频器式的水泵供水系统中，工作人员需要将总供水管路的最高输出压力设定为最大的工作压力，通过合理地设定变频器压力来提升压力曲线，输出最大的压力和最高、最低的运行频率。这样做的目的在于，能够使供水系统中的两台水泵总会有一个水泵处于变频运行中，而另外一个水泵则处于工频或者是停机状态中。当前我国的变频器水泵供水系统中，大部分的时间内都是只有一个主泵的工作是设定在低频工作段之内的，而备用的那个水泵一般都是处于停机状态中，这样做可以有效地提高整个供水系统的节能效果。

4总结语

变频器式的供水系统相对于传统水塔或高位水箱、气压供水系统而言，具有安全性高、效率好、自动化程度高、经济实惠等方面的优势，被广泛应用于我国的社会生产生活中。在供水系统中采用变频器技术，使水泵变频的启动更加平稳，对整个电网的冲击破坏力也得到减小，系统大部分时间都处于一种低频状态下工作，其工作的可靠性较高，节能性能较好，对其进行投入应用，具有重大的现实战略意义，值得被广泛推广应用。

参考文献

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