?。菜米冾l調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計
變頻調(diào)速器的控制可以是自動的,也可以是手動的。目前,國內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù),大部分是在開環(huán)狀態(tài)下,即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來改變變頻器的頻率值,以達到調(diào)速目的。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計,根據(jù)工廠生產(chǎn)工藝上所需冷卻水供水要求,考慮若干方面的因素,采用閉環(huán)調(diào)速控制。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
系統(tǒng)主要由四部分組成:
?。ǎ保┛刂茖ο螅弘姍C功率100kW,額定電流183A;水泵配用功率100kW,流量792m/h,軸功率80.3kW,揚程32.3m。
?。ǎ玻┳冾l調(diào)速器:選用FRN110/P9S-4,適配通用電動機功率110kW,額定容量160kVA,額定電流210A。一般用于連續(xù)運轉(zhuǎn)的混合的變頻器容量選擇的基本方法是:變頻器額定輸出電流大于1.1倍電動機的額定電流。
?。ǎ常毫y量變送器(PT):選用DLK100-OA/0-1Mpa。用于控制水管出口壓力,并將壓力信號變換為4~20mA的標準電信號,再輸入調(diào)節(jié)器。
?。ǎ矗┱{(diào)節(jié)器(PID):選用WP~D905,輸入信號4~20mA,輸出為PID控制信號4~20mA。
系統(tǒng)的控制過程為:由壓力測量變送器將水管出口壓力測出,并轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的4~20mA標準電信號,送到調(diào)節(jié)器與工藝所需的控制指標進行比較,得出偏差。其偏差值由調(diào)節(jié)器按預(yù)先規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進行運算得出調(diào)節(jié)信號,該信號直接送到變頻調(diào)速器,從而使變頻器將輸入為380V/50Hz的交流電變成輸出為0~380V/0~400Hz連續(xù)可調(diào)電壓與頻率的交流電,直接供給水泵電機。
?。尺\行效果分析
水泵電機裝上變頻調(diào)速器后,節(jié)能效果非常顯著,經(jīng)過實測,比未裝變頻器節(jié)約53%左右的電能,而且生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。采用變頻調(diào)速器前后實測的有關(guān)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。
從表中數(shù)據(jù)對比結(jié)果分析可知:
?。ǎ保┕?jié)能效果非常顯著,采用變頻調(diào)速技術(shù)后,提高了電機的功率因數(shù),減少了無功功率消耗。月平均節(jié)約電能31918kW.h,月平均節(jié)電率為53%,按目前工業(yè)電價0.67元/kW.h計,每月可以產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益2萬余元,具有明顯的經(jīng)濟效益。
(2)采用變頻調(diào)速技術(shù)后,電機定子電流下降64%,電源頻率下降40%,水泵出水壓力降低57%。由(上接第39頁)
于電機水泵的轉(zhuǎn)速普遍下降,電機水泵運行狀況明顯改善,延長了設(shè)備的使用壽命,降低了設(shè)備的維修費用。同時,由于變頻器啟動和調(diào)速平穩(wěn),減少了對電網(wǎng)的沖擊。
?。ǎ常┎捎米冾l調(diào)速技術(shù)后,由于水泵出口閥全開,消除了閥門因節(jié)流而產(chǎn)生的噪音,改善了工人的工作環(huán)境。同時,克服了平常因調(diào)節(jié)閥故障對生產(chǎn)帶來的影響,具有顯著的社會效益。
?。ǎ矗┫到y(tǒng)采用閉環(huán)控制,參數(shù)超調(diào)波動范圍小,偏差能及時進行控制。變頻器的加速和減速可根據(jù)工藝要求自動調(diào)節(jié),控制精度高,能保證生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
?。ǎ担┯捎谧冾l調(diào)速器具有十分靈敏的故障檢測、診斷、數(shù)字顯示功能,提高了電機水泵運行的可靠性。
綜上所述,變頻調(diào)速技術(shù)用于水泵控制系統(tǒng),具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運行工藝安全可靠等優(yōu)點。在大力提倡節(jié)約能源的今天,推廣使用這種集現(xiàn)代先進電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)于一體的高科技節(jié)能裝置,對于提高勞動生產(chǎn)率、降低能耗具有重大的現(xiàn)實意義??梢哉f,變頻調(diào)速技術(shù)是一項利國利民、有廣泛應(yīng)用前景的高新技術(shù)。