刘杰
云铜股份西南铜业分公司 650102
摘要：硫酸热管锅炉使用的锅炉软水，水泵电机控制采用工频接触器控制，当硫酸热管锅炉正常用水时，供水管网压力在0.5MPa左右，不用水时，管网压力在0.8MPa左右，管道憋压，对管网供水波动大，导致水管异响。电机长时间采用工频运行时，当硫酸锅炉用水时，水泵电机运行电流达到20A ,额定电流21A，不用水时，电机运行电流17A. 能耗浪费大。现在采用恒压控制器与变频器相结合，对两台水泵电机进行变频器恒压供水改造，通过现场压力变送器检测管网压力值，并将检测到的信号送到恒压控制器上，恒压控制器接受到压力信号，将压力值信号转换成4-20m电流信号给到变频器，变频器通过降低/升高频率控制电动机转速的，这样随着压力值不断变化，变频器输出频率也随之发成变化，电动机的转速也发生变化，达到恒压控制效果。
引言
随着企业提倡节能降耗，节约电耗成本，降低电气设备故障率，减少供水管网压力波动对管道的冲击，实现水泵安全，稳定，节能的自动控制，变频器恒压控制在水泵中应用可行性值得思考。
1控制硬件系统
变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于供水控制领域，使恒压供水技术得到了飞速发展。在实际系统中将反馈实际压力经与给定压力进行比较，当管网压力不足时，增大变频器输出频率，水泵转速加快，迫使管网压力上升；反之减小变频器输出频率，管网压力下降，水压保持恒定。当变频调速无法满足压力变化时，自动无扰动切换不同容量的供水机组，降低流量、压力波动影响，平稳地来适应不同时段的用水需求，使总流量与扬程适应于管网用水量的变化，提高机组效率，维持管网压力恒定，达到节能的效果。根据供水实际情况与需求，采用GK600变频器控制供水电机，控制包括：调速，工频、变频切换，机组切换。GK600变频器提供了控制宏，可以根据输入给定值AI1和实际值AI2（即设定压力对应的电流值与从压力传感器获得的反馈电流信号），利用恒压控制器宏自动调节变频器频率输出值调节电机转速，可以实现单台水泵的恒压供水。
2控制过程
该系统由变频器、恒压控制器、压力变送器和1个水泵电机组成。利用变频器的PID功能和恒压控制器相结合对水泵电机控制。控制过程:系统启动后压力传感器测量水管内的压力。在恒压控制器上设定管道压力值0.45MPa，压力变送器将检测到管道的压力信号送到恒压控制器上，恒压控制器接收到压力信号，将压力值信号转换成4-20m电流信号给到变频器，变频器通过降频控制电动机转速，变频器输出频率让电机转速随着压力值不断变化，变频器输出频率也随之发成变化，电动机的转速也发生变化，这样供水管道波动幅度降低，降低整个供水管网的压力波动。另外，当硫酸锅炉用水时，水泵电机运行电流达到15.6A ,变频器运行频率42HZ，不用水时，电机运行电流9A，变频器运行频率35HZ，电机运行电流值下降明显，达到节能降耗。
3变频恒压供水系统工作原理
变频恒压供水系统的主要组成部分有水泵电机、主电路、变频器、压力测试设备、恒压控制器等。变频器转换电源的频率特性，运行中的恒压控制器与实际运行环境相结合，将所有设备的状态调整为闭环。达到平衡泵工作点的目的是调整排水口的实际流量值。水压变送器实时将管网的压力反馈给恒压控制器，恒压控制器控制变频器调节电机速度，使水压保持不变，确保整个系统平稳运行。(1)PAM:原则是，通过整流和逆变器，将具有固定电压和频率特性的正弦电源改为具有适合调节供水系统的可变电压和频率特性的电源。整流和变频器之间必须满足特定要求，控制电路实现复杂、繁琐，不经常使用。(2)PWM:将输出电压的半周期波形除以一千个脉冲波。在PWM中，利用电压平均值和电压工作周期之间的正转换关系通过逆变电路。换句话说，PWM通过控制倒相元件调整电源的频率，改变负载率，最终将具有固定电压和固定频率的正弦电源转换为具有适合调节供水系统的可变电压和频率特性的电源。实现原理简单，电路设计简单，操作简单，该方法使用最多。为了有效地避免泵在低效率区运行，变频器工作的频率不能太低。泵速度的条件调节必须限制在一定的范围内。泵的速度调节范围主要取决于泵本身的特性和用户需要的升降机。每个型号的泵都有固定水系的最大速度调节范围。最小速度控制范围由用户的特定升降机确定。因此，将负载转移到马达的能力也会受到影响，能力也会降低。系统即使在这种工作方式下，基本上也能保持电动机的最大工作效率。
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4变频器还可以实现一拖二功能的实现
变频恒压供水控制系统主电路图、恒压控制器接线图和变频器接线图。要实现一拖二功能，在变频器输出负载端，安装两个交流接触器，交流接触器常闭触点形成互锁连接，只能二选一运行。通过转换开关控制，如果选择1#水泵运行，就把转换开关旋转至1#水泵，1#水泵的交流接触器线圈得电，2#水泵交流接触器常闭触点断开，当按下启动按钮后，变频器开始运行，输出负载端与1#水泵交流接触器通电，1#水泵正常运行。如果选择2#水泵运行，把转换开关旋转至2#水泵，2#水泵的交流接触器线圈得电吸合，1#水泵交流接触器常闭点断开，当按下启动按钮后，变频器开始运行，输出负载端与2#水泵交流接触器通电，2#水泵正常运行。在任何情况下不允许两个泵同时启动，不允许与电源频率同时启动。
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结束语
恒压供水系统具有压力稳定性、节能等特性。该系统在实际应用中根据实际情况增加或减少泵数的同时，采用了替代泵，确保了系统的稳定运行。为了提高用户可操作性，控制界面采用了将当前时间、温度、压力显示为触摸屏的配置软件，实时动画演示水位和压力情况。
参考文献
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