区供水加压泵站变频恒压供水系统这类变频供水系统主要用于包括工厂小区供水高层建筑供水乡村加压站，特点是变频控制的电机功率小，般在以下，控制系统简单。由于这范围的用户群十分庞大，所以是目前国内研究和推广最多的方式如希望集团森兰变频器推出的恒压供水专用变频器。国内中小型供水厂变频恒压供水系统这类变频供水系统主要用于中小供水厂或大中城市的辅助供水厂。这类变频器电机功率在沐之间，电网电压通常为或。受中小水厂规模和经济条件限制，目前主要采用国产通用的变频恒压供水变频器。大型供水厂的变频恒压供水系统这类变频供水系统用于大中城市的主力供水厂，特点是功率大机组多多数采用高压变频系统。这类系统般变频器和控制器要求较高，多数采用了国外进口变频器和控制系统。如利德福华的些高压供水变频器在本文中，研究和设计的变频器是以第二种应用范围为基础。目前国内，除了高压变频供水系统，多数恒压供水变频系统均声称只要改变容量就可以通用于各种供水范围，但在实际运用中，不同供水环境对变频器的要求和控制方式是不致的，大多数变频器并不能真正实现通用。以中小水厂供水环境来说，由于其包括了自来水生产系统，其温湿度及腐蚀程度都大于常见小区和加压泵站，在水泵组搭配上需要处理的信号如水质信号停机管理也多于小区供水系统，所以在部分条件复杂的中小水厂，采用通用的恒压供水变频系统并不能完全满足实践要求，现部分中小水厂已认识到这情况，并针对实际情况对变频恒压供水系统加以改进和完善变频供水系统的发展趋势变频供水系统目前正在向集成化维护操作简单化方向发展在国内外，专门针对供水的变频器集成化越来越高，很多专用供水变频器集成了或，甚至将压力传感器也融入变频组件。同时维护操作也越来越简明显偏高，维护成本也高于国内产品。目前国内有不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广，国产变频器主要采用进口元件组装或直接进口国外变频器，结合或调节器实现恒压供水，在小容量控制要求的变频供水领域，国产变频器发展较快，并以其成本低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量变频器上，国产变频器有待于进步改进和完善。变频恒压供水的理论分析水泵的工作原理供水所用水泵主要是离心泵，普通离心泵如图所示叶轮安装在泵壳内，并紧固在泵轴上，泵轴由电机直接带动，泵壳中央有液体吸入口与吸入管连接，液体经底阀和吸入管进入泵内，泵壳上的液体排出口与排出管连接。在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。供水压力和变频器输出频率的关系在变频恒压供水系统中，供水压力是通过对变频器输出频率的控制来实现的。确定供水压力和输出频率的关系是设计控制环节控制策略的基础，是确定控制算法的依据。送水泵站所采用的水泵是离心泵，它是通过装有叶片的叶轮高速旋转来完成对水流的输送，也就是通过叶轮高速旋转带动水流高速旋转，靠水流产生的离心力将水流甩出去。离心泵也因此而得名。在给水排水工程中，从使用水泵的角度来看，水泵的工作必然要和管路系统以及许多外界条件联系在起在给水排水工程中，把水泵配上管路以及切附件后的系统称为装置，在控制系统的设计中，真正对系统的分析和设计有价值的也是这种成为系统的装置，而不是单单的孤立水泵。变频恒压供水系统的构成及控制原理通用变频器这种控制方式灵活方便。具有良好的通信接口，可以方便地与其他的系统进行数据交换通用性强，由于产品的系列化和模块化，用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统。在硬件设计上，只需确定比的硬件配置和拍的外部接线，当控制要求发生改变时，可以方便地通过机来改变存贮器中的控制程序，所以现场调试方便。同时由于比的抗干扰能力强可靠性高，因此系统的可靠性大大提高。因此该系统能适用于各类不同要求的恒压供水场合，并且与供水机组的容量大小无关。变频恒压供水系统的结构通过变频恒压供水系统我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构信号检测控制系统人机界面通讯接口以及报警装置等部分组成。如图所不执行机构执行机构是由组水泵组成，它们用于将水供入用户管网通常这些水泵包括调速泵是由变频调速器控制可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。恒速泵水泵运行只在工频状态，速度恒定，它们用以在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充此外，通常些变频系统还会增设附属小泵，它只运行于启停两种工作状态，用以在用水量很小的情况下例如夜间对管网用水量进行少量的补充信号检测在系统控制过程中，需要检测的信号包括水压信号液位信号和报警信号水压信号它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。此信号是模拟信号，读入时，需进行冉刃转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测。检测结进行控制实现恒压供水的目的。这个控制过程是个闭环过程，它的反馈信号是由压力传感器产生的供水压力，执行机构是变频器，通过控制系统将控制结果传输到变频器中，改造变频器的输出频率，从而使供水压力发生改变，完成整个控制过程。其中需要完成的控制流程如图所示。对于台变频器带两台或两台以上电机的系统，电机的控制通常按上节方案所述流程进行在实际运用中，通常对水压的闭环控制都采用控制，电机增减的控制根据不同的情况有所不同，但多数采用频率频率结合压力的方法来实现。的算法和实现将在节进行详细阐述，电机的增减控制算法在将在节加以分析。变频供水水泵加减的控制在上面的工作流程中，我们提到当台调速水泵己运行在上限频率，此时管网的实际压力仍低于设定压力，此时需要增加恒速水泵来满足供水要求，达到恒压的目的当调速水泵和恒速水泵都在运行且调速水泵已运行在下限频率，此时管网的实际压力仍高于设定压力，此时需要减少恒速水泵来减少供水流量，达到恒压的目的。那么何时进行切换，才能使系统提供稳定可靠的供水压力，同时使机组不过于频繁的切换尽管通用变频器的频率都可以在甚于上百范围内进行调节，但当它用在供水系统中，其频率调节的范围是有限的，不可能无限地增大和减小。当正在变频状态下运行的水泵电机要切换到工频状态下运行时，只能在吃时运行，由于电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制，成为频率调节的上限频率。当变频器的输出频率已经到达比时，即使实际供水压力仍然低于设定压力，也不能够再增加变频器的输出频率了。要增加实际供水压力，正如前面所讲的那样，只能够通过水泵机组切换，增加运行机组数量来实现。另外，变频器的输出频率不能够为负值，最低只能是。其实，在实际应用中，变频器的输出频率是不可能降传到，因为当水泵机组运行，电机带动水泵向管网供水时，由于管网中的水压会反推水泵，给带动水泵运行的电机个反向的力矩，同时这个水压也在定程度上阻止源水池中的水进入管网，因此，当电机运行频率下降到个值时，水泵就己经抽不出水了，实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降这个频率在实际应用中就是电机运行的下限频率。这个频率远大于，具体数值与水泵特性及系统所使用的场所有关，般在左右由于在变频状态下，水泵机组中电机的运行频率由变频器的输出频率决定，这个下限频率也就成为变频器频率调节的下限频率。变频恒压供水系统的设计理论可行性在第二章已对变频电机的理论和在恒压供水中所产生的效果进行了理论分析，在第水厂中，供水压力长期恒定在之间，在实际操作中，也经常采用机组切换及阀门掩阀操作在理论上，如在第水厂采用变频电机实现恒压供水，对恒定供水压力确保管网压力的稳定减少启动电流节约电耗都可以产生积极和效果。技术可行性供水行业作为特殊行业，在采用新技术的同时，对技术稳定性可靠性也有较高要求，变频恒压供水技术虽然出现时间不长，但世纪年代，变频器大规模进人中国后，发展迅速，技术上己逐步成熟目前国内有多个品牌的变频器，产品主要为来自日本的厂家如三菱富士东芝安川日立和松下等，欧洲的西门子施耐德等。同时也有大量的国产品牌或合资品牌，如深圳的华为四川的森兰成都的佳灵南京的耐特和烟台的惠丰等。在低压。小容量以内变频器范围上，国内产品在性价比和可维护性上己表现出良好的应用前景在国内的上海广东等大量中小型供水厂中，都己采用了低压变频供水设施。硬件设计变频供水主电路设计供水主电电路设计如图，采用了以台变频器连接同时连接巧电机和电机。由于变频恒压供水改造不需要对电机进行改进，故电路设计中尽可能保持现有的电气设备，以确保系统的可靠性。要注意的是，因为是拖二方式，所以必须确保开关与入住电气联锁，与电气联锁。连锁功能由开关柜自身实现，在变频器出现问题时，要求可以手工实现工频凌频转换。开关柜上设过流保护，开关柜盘面上设电流表有功电能表开停指按钮等，还应设个多段显示器，以显示从变频器控制器内取得变频器运行参数，并能方便操作人员进行常用变频器参数设定。控制系统硬件设计变器控制电路设计如图，其中最主要的利用比采集压力信号进行反馈控制。在硬件设计中，考虑了各种报警信号的处理，液位传感器用于处于清水池电机水源液位信号，当清水池水位过低，就必须报警，必要时应输出停机信号关闭运行电机。同样，考虑到变频器在送水泵房中长期运行可能造成的温度过高，可以利用来判断温度报警信号并启动强制制冷风车，以确保系统的安全运行。此外，在中小供水厂中，普遍缺少大型水