變頻技術(shù)在水泵恒壓節(jié)能控制中的應(yīng)用

鄧世榮

摘 要：在科技水平不斷提升背景下，也顯著推動了我國變頻技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，因而使得其實(shí)踐應(yīng)用也逐漸趨于廣泛發(fā)展。在應(yīng)用變頻技術(shù)情況下，使得以往傳統(tǒng)式水泵供水系統(tǒng)的頻繁啟動以及較為容易的機(jī)器磨損以及高耗能現(xiàn)象得以有效避免的同時，也促進(jìn)了恒壓式轉(zhuǎn)速的良好實(shí)現(xiàn)，并形成了高效以及節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵供水系統(tǒng)，同時也保障了供水質(zhì)量和供水效率，可以說變頻技術(shù)的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)價值。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);水泵恒壓節(jié)能控制;應(yīng)用

基于生產(chǎn)一線對供水需求量不同的情況下，對水泵流量以及壓力和管道流量進(jìn)行調(diào)節(jié)是水泵供水系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要的工作內(nèi)容，通過此種方式能夠確保用水需求得以充分滿足。水泵供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)水泵流量的方式主要時通過對供水閥做開大或開小處理，以流量上升或下降的方式促使節(jié)流調(diào)節(jié)作用得以實(shí)現(xiàn)。對于以往傳統(tǒng)的水泵控制裝置來說，對水流和水流調(diào)節(jié)的方式往往是以調(diào)節(jié)水泵進(jìn)出口閥門開口程度來實(shí)現(xiàn)，但在這一調(diào)節(jié)方式應(yīng)用背景下，一些問題往往會存在，基于水泵靠閥門開口程度調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，對電機(jī)過載給予抑制，而這種方式就不能保障閥門開口程度與要求相符，并且也會使得流量過小時壓力過高現(xiàn)象的發(fā)生，不能保障水流以及水壓的有效調(diào)節(jié)。而變頻技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有效調(diào)節(jié)的作用，同時還能達(dá)到恒壓節(jié)能的目的。

1變頻技術(shù)

變頻技術(shù)就是在對定子供電頻率進(jìn)行一定改變的情況下，確保電機(jī)變速得以實(shí)現(xiàn)的一種技術(shù)方式。現(xiàn)階段社會中，對比其他任一交流調(diào)速方式來說，變頻技術(shù)調(diào)速優(yōu)勢最為顯著，其具備較好的性能、因而應(yīng)用也較為廣泛。變頻技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)智能控制應(yīng)用基礎(chǔ)上，促使工業(yè)交流電機(jī)無線調(diào)速得以實(shí)現(xiàn)，同時其以負(fù)載變化為依據(jù)的情況下，對變速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，促進(jìn)了能源節(jié)約目的的良好實(shí)現(xiàn)，不僅保障了生產(chǎn)效率的同時，同時針對資源的合理利用也進(jìn)行了有效優(yōu)化。

變頻技術(shù)應(yīng)用與水泵供水系統(tǒng)過程中時，能夠促進(jìn)水泵供水系統(tǒng)得以24小時持續(xù)運(yùn)行得以良好實(shí)現(xiàn)，同時在圍繞壓力信號基礎(chǔ)上，相應(yīng)的自動調(diào)節(jié)也成為可能，提升供水質(zhì)量的同時，也能促使水泵因頻繁啟動而造成的運(yùn)行停止或使用壽命縮短等現(xiàn)象的發(fā)生得以有效避免[1]。在水壓供水系統(tǒng)處于恒定狀態(tài)時，具有較強(qiáng)的保護(hù)功能以及安全可靠的運(yùn)行，同時其相應(yīng)的顯著功能還體現(xiàn)在過流以及過載和過熱以及短路保護(hù)等方面，因這些功能作用的充分發(fā)揮促進(jìn)變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

2變頻水泵供水系統(tǒng)構(gòu)造

變頻水泵供水系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分主要有以下方面，即PLC控制器以及變頻調(diào)速器和壓力變送器等多個設(shè)備。通常來說，供水系統(tǒng)總出水管上為壓力變送器所處位置，同時還需要將兩臺液位變送器安裝在每個用水處的水池內(nèi);由西門子S7-1516模塊構(gòu)成了PLC控制系統(tǒng);工控機(jī)安裝Wincc7.5及運(yùn)行工程項(xiàng)目。在變頻水泵供水系統(tǒng)每一組成部分配備滿足需求的設(shè)備或模塊情況下，才能更好的保障變頻水泵供水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，才能發(fā)揮供水系統(tǒng)的相應(yīng)功能作用。

3變頻技術(shù)在水泵恒壓節(jié)能控制中的應(yīng)用

3.1水泵變頻節(jié)能原理

變頻器節(jié)能功能的實(shí)現(xiàn)主要在于對交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，通過這一方式不僅具有較好的調(diào)速性能，同時節(jié)約能源的功能也十分顯著，因而在當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)化改造過程中，可以說較為理想的調(diào)速裝置就是變頻器。在應(yīng)用變頻器過程中，能夠促進(jìn)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)度控制精度得以顯著提升，保障在最節(jié)能速度下變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)的良好實(shí)現(xiàn)[2]。以流體力學(xué)基本原理為依據(jù)可以發(fā)現(xiàn)的是，在軸功率和轉(zhuǎn)速三次方處于正比的情況下，降低水泵轉(zhuǎn)速就會發(fā)現(xiàn)也能夠以三次方的形式降低功率，所以說在轉(zhuǎn)速精確調(diào)整背景下，節(jié)能效果較為顯著。

3.2水泵變頻控制原理

在水泵供水系統(tǒng)中，變頻技術(shù)控制原理主要從以下方面進(jìn)行分析，通過PLC式電源模塊所提供的通用DC24V型號電源為壓力變送器以及水位變送器運(yùn)用的電源形式，4-20mA的電流環(huán)信號是輸出信號運(yùn)用的主要方式，一旦對壓力和水位信號進(jìn)行有效檢測的情況下，運(yùn)用PID運(yùn)算其與預(yù)設(shè)值，進(jìn)而在對變頻器輸入頻率進(jìn)行合理控制，達(dá)到對變頻器電動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)整的目的，在標(biāo)準(zhǔn)水位限制范圍內(nèi)，為恒定狀態(tài)的供水壓力和供水流量給予保障。通過此運(yùn)行原理，使得以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的壓力閉環(huán)系統(tǒng)得以有效構(gòu)成，并且在對水池里水位低限信號進(jìn)行自動監(jiān)測的情況下，將水位低限信號進(jìn)行輸出或進(jìn)行直接停機(jī)處理，借此促進(jìn)遠(yuǎn)程控制的良好實(shí)現(xiàn)，減輕人工壓力的同時，也保障了供水系統(tǒng)的節(jié)能。

3.3供水系統(tǒng)調(diào)頻設(shè)置

對于變頻式水泵供水系統(tǒng)運(yùn)行時來說，往往需要相關(guān)工作人員以最大工作壓力設(shè)定總供水管路的最高輸出壓力，在對變頻器壓力進(jìn)行合理設(shè)定的情況下，將壓力曲線進(jìn)行有效提升，確保將最大壓力輸出。這一方式的目的主要為，在供水系統(tǒng)系統(tǒng)中兩臺水泵由一個處在變頻運(yùn)行狀態(tài)時，通過此方式保障另一個水泵處在工頻或停機(jī)狀態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)頻設(shè)置，避免不必要資源的消耗。現(xiàn)階段從我國實(shí)際運(yùn)用的變頻式水泵供水系統(tǒng)來說，通常情況下僅有一個主泵處于大部分時間的工作狀態(tài)下，這一運(yùn)行的水泵主要是低頻工作段的設(shè)定形式，而大部分時間處于停機(jī)狀態(tài)的則為另一個備用水泵，此方式的應(yīng)用切實(shí)保障了整個供水系統(tǒng)節(jié)能水平的提升[3]。

結(jié)束語：

對比傳統(tǒng)水塔或高位水箱等供水系統(tǒng)來說，應(yīng)用變頻技術(shù)的變頻式水泵供水系統(tǒng)的顯著特征就體現(xiàn)在其具備較高的安全性能以及高效率和較高自動化程度以及經(jīng)濟(jì)型方面，引其種種優(yōu)勢使得其在現(xiàn)階段社會生活生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。將變頻技術(shù)應(yīng)用于供水系統(tǒng)中，能夠更好的穩(wěn)定水泵變頻啟動過程中，同時也能相應(yīng)的減少整個電網(wǎng)沖擊破壞力，較長時間處于低頻狀態(tài)運(yùn)行的情況，能夠使得系統(tǒng)具有較高的可靠性和較好的節(jié)能性，因此可見變頻技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義十分重大，因而應(yīng)用前景十分廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧鳴.變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（34）：87-89.

[2]楊居源.變頻恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].吉林水利，2019（02）：54-56.

[3]孫緯.變頻恒壓供水控制技術(shù)在泵站供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（28）：100.

（水廠水處理車間，江蘇 南京 210000）