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無負壓給水系統(tǒng)變頻器調(diào)速基本工作原理技術(shù)分析

2013/5/24 10:58:02??????點擊:

無負壓給水系統(tǒng)變頻器調(diào)速基本工作原理技術(shù)分析

      無負壓給水系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù));通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。

 

(一)無負壓給水系統(tǒng)變頻調(diào)速傳動的目的

      我國能源利用效率低下,主要原因是粗放型經(jīng)濟增長方式,結(jié)構(gòu)不合理、技術(shù)裝備落后、管理水平低。采用變頻器對機械設(shè)備進行轉(zhuǎn)速控制,對節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益具有重要意義。變頻器在省力化、自動化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品合格率方面的應(yīng)用與在節(jié)能領(lǐng)域同樣重要。機械設(shè)備采用變頻調(diào)速傳動,可以增加設(shè)備的使用壽命,減小機械設(shè)備的噪音,使設(shè)備小型化,工作環(huán)境、生活環(huán)境更具有舒適性。

 

      從調(diào)速時的能耗觀點來看,有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種:高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變,因此無轉(zhuǎn)差損耗,如多速電動機、無負壓給水系統(tǒng)變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法(如串級調(diào)速等)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速,如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法,能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中;電磁離合器的調(diào)速方法,能量損耗在離合器線圈中;液力偶合器調(diào)速,能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加,如果調(diào)速范圍不大,能量損耗是很小的。

 

(二)無負壓給水系統(tǒng)變頻調(diào)速應(yīng)用的行業(yè)生產(chǎn)范圍

      變頻調(diào)速技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展日趨成熟,變頻技術(shù)在鋼鐵、扎制銅線、化學(xué)、纖維、汽車、電氣機械、機床、食品、造紙、水泥、礦業(yè)、煤氣、交通、裝卸搬運、工廠建筑、農(nóng)業(yè)、生活服務(wù)、電力、實驗研究、石油等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。變頻技術(shù)已經(jīng)與我們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。目前,冰箱、空調(diào)、電動車等家用電器已經(jīng)采用相關(guān)的變頻技術(shù)。

 

(三)變頻調(diào)速傳動的特點

      無負壓給水系統(tǒng)采用變頻器對機械設(shè)備進行轉(zhuǎn)速控制,變頻調(diào)速傳動的特點是可以使標(biāo)準電動機調(diào)速,可以連續(xù)調(diào)速,電動機啟動電流小,較高速度不受電源影響,電動機可以高速化、小型化、防爆容易,低速時定轉(zhuǎn)矩輸出,可以調(diào)節(jié)加減速的大小,可以使用籠型電動機不需要維護電動機。

 

(四)無負壓給水系統(tǒng)變頻器的工作原理

      無負壓給水系統(tǒng)變頻器電路方式有交一交變頻和交一直一交變頻兩種電路?;竟ぷ髟頌檎髌鲗⒔涣髯?yōu)橹绷鳎交娐穼⒅绷麟娖交?,逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電,變頻器的基本構(gòu)成。

1.交-交變頻器是指無直流中間環(huán)節(jié),直接將電網(wǎng)頻率的電壓變換為頻率比電網(wǎng)頻率低而可變的輸出電壓的變換器。

2.交-直-交變頻器的工作原理。目前應(yīng)用較廣泛的是交-直-交變頻器。其工作原理是先將三相或單相不可調(diào)工頻電源經(jīng)過整流橋整流成直流電,再經(jīng)過逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調(diào)的交流電,以實現(xiàn)無級調(diào)速。交-直-交變頻器的主電路有電壓型變頻和電流型變頻。電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器;電流型是指將電流源的直流變換為交流的變頻方式??刂品绞揭卜譃殡妷嚎刂坪碗娏骺刂苾煞N。這兩種方式不管主電路方式是電壓型還是電流型都可以適用。

 

(五)無負壓給水系統(tǒng)變頻器的質(zhì)量性能指標(biāo)

      1.在0.5HZ時能輸出多大的起動轉(zhuǎn)矩?比較優(yōu)良的變頻器在0.5HZ時、22KW以下能輸出200%高起動轉(zhuǎn)矩,30KW以上能輸出180%的起動轉(zhuǎn)矩。

      2.速度調(diào)節(jié)范圍控制精度能達多久,轉(zhuǎn)矩控制精度能達多大?高性能的變頻器速度控制精度能達±0.005%,轉(zhuǎn)矩控制精度能達±3%。

      3.在低轉(zhuǎn)速時的脈沖情況。高質(zhì)量的變頻器在1HZ時轉(zhuǎn)速脈沖只有1.5r/min。

      4.噪聲及諧波干擾。噪聲及諧波干擾是衡量一個變頻器的重要標(biāo)準,采用IGBT、IPM器件調(diào)制頻率較采用GTO、GTR調(diào)制頻率高。雖然高次諧波始終存在,但是如果控制方式較好,可以減少一些諧波量。

      5.發(fā)熱量。變頻器發(fā)熱量大,證明功耗大、效率低、通風(fēng)散熱系統(tǒng)不好,變頻器的壽命相應(yīng)受到影響。 

 

無負壓供水系統(tǒng)簡介

     水是人類的生命的源泉,人類生存不可一日無水。

     隨著我國城鎮(zhèn)化水平面的不斷提高,城市人口急劇增加,城市居民住宅的不斷擴建與改造,住宅樓層不斷加高,城市面積不斷擴大,原有市政管網(wǎng)的壓力日顯不足,大部分地區(qū)普遍存在著用水高峰期高層供水壓力過低,高層用用戶用水困難。

     所以大部分建筑增設(shè)二次加壓設(shè)備,修建蓄水池和高位水箱,能過水泵二次加壓供水,但這種傳統(tǒng)二次加壓設(shè)備存在投資大、水源容易受二次污染等許多缺點。

     我公司開發(fā)生產(chǎn)的全自動無負壓給水設(shè)備是可以串接在市區(qū)政管網(wǎng)上給用戶進行二次加壓的一種給水設(shè)備不需要建造蓄水池、高位水箱、,直接串接在市政管網(wǎng)上,設(shè)備正常運行時不會對市政管網(wǎng)形成負壓(吸水), 符合我國《城市供水條例》的要求,可以充分利用市政管網(wǎng)原有壓力,采用變頻調(diào)速給水方式節(jié)能效果極其顯著。推向市場以后深受方大用戶的青睞。

    控制系統(tǒng)根據(jù)用水量的多少自動調(diào)節(jié)單臺水泵或多臺水泵的投入或退出運行,實現(xiàn)了較大限度的合理用水,既保證了恒壓供水,又達到了節(jié)電的目的.

 

    控制系統(tǒng)工作時,由變頻器控制的水泵以低頻率軟啟動,逐漸加速,安裝在出水管路上的壓力傳感裝置實時檢測管網(wǎng)壓力并把壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至控制器,控制器進行運算、處理后將指令信號傳遞給變頻器,使變頻器調(diào)整輸出功率,進而控制水泵電機轉(zhuǎn)速,同時改變水泵流量,使之滿足管網(wǎng)設(shè)定壓力并保持恒定。停止用水時,水泵電機處于休眠保壓狀態(tài)。

 

無負壓供水系統(tǒng)工作原理

     設(shè)備正常投入使用時,市政管網(wǎng)的水進入無負壓穩(wěn)流罐,罐內(nèi)的空氣從排氣閥大量排出。當(dāng)空氣排完時,閥內(nèi)浮球被除水浮起,傳動塞頭至關(guān)閉位置,慢慢關(guān)閉排氣口,停止排氣,防止出水,當(dāng)穩(wěn)流罐內(nèi)水流正常輸送時,如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當(dāng)程度,閥內(nèi)水位下降,浮球隨之下降,此時空氣則由排氣孔排出。

     無負壓供水系統(tǒng)正常運行過程中,當(dāng)市政管網(wǎng)供水量不足時,市政進水管管內(nèi)水流空時,或穩(wěn)流罐內(nèi)水壓低于大氣壓時,穩(wěn)流罐內(nèi)水位下降,浮球隨之下降,帶動塞頭開啟,吸入空氣,使穩(wěn)流罐內(nèi)保持大氣壓力,不至對市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓。

     當(dāng)市政管網(wǎng)中壓力低于用戶所需的設(shè)定壓力時,水泵變頻調(diào)速運行,保證用戶管網(wǎng)壓力符合用戶用水的要求。市政管網(wǎng)水壓越高。水泵的轉(zhuǎn)速越低,市政管網(wǎng)水壓越低,水泵的轉(zhuǎn)速越高。當(dāng)市政管網(wǎng)供水壓力達到用戶要求時,設(shè)備自動停止工作,市政管網(wǎng)的水通過旁通管直接供給用戶使用。

     當(dāng)市政管網(wǎng)停水時,穩(wěn)流罐內(nèi)水位逐漸下降,當(dāng)降至較低水位時,穩(wěn)流罐上的液位計發(fā)出停機信號,設(shè)備自動停止運行并顯示缺水保護信號。

     當(dāng)電網(wǎng)停電時,設(shè)備停機,市政管網(wǎng)的水直接從設(shè)備旁通管供應(yīng)到用戶。

 


無負壓供水系統(tǒng)特點

     1、無需設(shè)置蓄水池和高位水箱

          無負壓供水系統(tǒng)直接串接市政管網(wǎng),不需建造蓄水池和高位水箱,節(jié)省工程投資,減少建筑面積的占用。

          當(dāng)市政管網(wǎng)供水量足夠時,無負壓穩(wěn)流罐體積較小,整套設(shè)備占地很小,設(shè)備安裝只需接通進出水管道即可,極為方便。

     2、無水源的二次污染

         無負壓穩(wěn)流罐及整套設(shè)備管路均為密閉式,從市政管網(wǎng)一直到用戶水龍頭,均不會受到空氣中的雜物和污物的二次污染,無負壓穩(wěn)流源流罐過流部分均采用食品容器內(nèi)壁涂料防腐處理,涂料和無負壓給水設(shè)備整機均符合相關(guān)食品衛(wèi)生標(biāo)準。

     3、節(jié)能效果顯著

         傳統(tǒng)的二次加壓供水方式采用蓄水池和高位水箱,市政管網(wǎng)供水壓力放入蓄水池時能量損失殆盡,能源浪費嚴重。

         采用無負壓穩(wěn)流罐后,市政管網(wǎng)供水壓力直接疊加在給水泵進口,水泵只需補充市政管網(wǎng)壓力不足部分,整機節(jié)能效果顯著。

     4、無需設(shè)置穩(wěn)壓泵和大體積氣壓罐

         一般變頻給水設(shè)備為了保證用戶晚間小流量用水量或零流量進管網(wǎng)的泄漏時避免頻繁啟動給水泵,均設(shè)有流量較小的穩(wěn)壓泵和大容積氣壓罐,既增加了給水設(shè)備的一次性投資,也增加了設(shè)備的運營費用(晚間穩(wěn)壓泵的運行電耗)。

         晚間等用水低峰期時,市政管網(wǎng)的供水壓力和供水量基本都能滿足用戶的要求,采用無負壓穩(wěn)流給水設(shè)備后,市政管網(wǎng)的原有壓力被充分利用,市政管網(wǎng)的水直接供給用戶使用,設(shè)備無需設(shè)備穩(wěn)壓泵和大容積穩(wěn)壓氣壓罐,投資節(jié)省,且顯著提高設(shè)備運行時的節(jié)能效果。

 

無負壓供水系統(tǒng)應(yīng)用范圍

      適用于任何自來水壓力不足地區(qū)供水

          ● 高、低層民用、工業(yè)建筑的生活用水。

          ● 低層自來水壓力不能滿足要求的各類用水。

          ● 改造原有的氣壓供水設(shè)備,可以充分利用原有的氣壓罐。

          ● 已經(jīng)建好水池的,可以采用無負壓設(shè)備與水池共用的供水方式,進一步節(jié)能。

          ● 自來水廠的供水中間加壓泵站。

          ● 工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水等。

          ● 各種循環(huán)水系統(tǒng)。


 

無負壓供水系統(tǒng)工作環(huán)境

        1、電源電壓波動≤±10%;

        2、周圍環(huán)境溫度:-10℃—+40℃(不凍結(jié));

        3、空氣相對濕度:20%—90%(無凝露);

        4、 海拔高度:≤1000m;

        5、無導(dǎo)電塵埃及能腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場所;

        6、無爆炸危險的場所;

        7、震動:<5.9m/s2(0.6G),傾斜度:≤5度的場所;

        8、有防雨防震設(shè)備和無水蒸汽的場所;





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