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無(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)變頻器調(diào)速基本工作原理技術(shù)分析

 

      無(wú)負(fù)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù));通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

 

(一)無(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)變頻調(diào)速傳動(dòng)的目的

      我國(guó)能源利用效率低下,主要原因是粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制,對(duì)節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。變頻器在省力化、自動(dòng)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(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速傳動(dòng),可以增加設(shè)備的使用壽命,減小機(jī)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(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)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(shí)轉(zhuǎn)差率不變,因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗,如多速電動(dòng)機(jī)、無(wú)負(fù)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(jí)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(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加,如果調(diào)速范圍不大,能量損耗是很小的。

 

(二)無(wú)負(fù)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(guò)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(jī)械、機(jī)床、食品、造紙、水泥、礦業(yè)、煤氣、交通、裝卸搬運(yùn)、工廠建筑、農(nóng)業(yè)、生活服務(wù)、電力、實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)的特點(diǎn)

      無(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)采用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制,變頻調(diào)速傳動(dòng)的特點(diǎn)是可以使標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速,可以連續(xù)調(diào)速,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流小,較高速度不受電源影響,電動(dòng)機(jī)可以高速化、小型化、防爆容易,低速時(shí)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(dòng)機(jī)不需要維護(hù)電動(dòng)機(jī)。

 

(四)無(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)變頻器的工作原理

      無(wú)負(fù)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(wú)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(guò)整流橋整流成直流電,再經(jīng)過(guò)逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調(diào)的交流電,以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)變頻器的質(zhì)量性能指標(biāo)

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

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

      3.在低轉(zhuǎn)速時(shí)的脈沖情況。高質(zhì)量的變頻器在1HZ時(shí)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(gè)變頻器的重要標(biāo)準(zhǔn),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(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

     水是人類的生命的源泉,人類生存不可一日無(wú)水。

     隨著我國(guó)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(kuò)建與改造,住宅樓層不斷加高,城市面積不斷擴(kuò)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(guò)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(guò)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(diǎn)。

     我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的全自動(dòng)無(wú)負(fù)壓給水設(shè)備是可以串接在市區(qū)政管網(wǎng)上給用戶進(jìn)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(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)市政管網(wǎng)形成負(fù)壓(吸水), 符合我國(guó)《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(chǎng)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(dòng)調(diào)節(jié)單臺(tái)水泵或多臺(tái)水泵的投入或退出運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了較大限度的合理用水,既保證了恒壓供水,又達(dá)到了節(jié)電的目的.

 

    控制系統(tǒng)工作時(shí),由變頻器控制的水泵以低頻率軟啟動(dòng),逐漸加速,安裝在出水管路上的壓力傳感裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)管網(wǎng)壓力并把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出至控制器,控制器進(jìn)行運(yùn)算、處理后將指令信號(hào)傳遞給變頻器,使變頻器調(diào)整輸出功率,進(jìn)而控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速,同時(shí)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(shí),水泵電機(jī)處于休眠保壓狀態(tài)。

 

 

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)工作原理

     設(shè)備正常投入使用時(shí),市政管網(wǎng)的水進(jìn)入無(wú)負(fù)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(shí),閥內(nèi)浮球被除水浮起,傳動(dòng)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(shí),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(shí)空氣則由排氣孔排出。

     無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中,當(dāng)市政管網(wǎng)供水量不足時(shí),市政進(jìn)水管管內(nèi)水流空時(shí),或穩(wěn)流罐內(nèi)水壓低于大氣壓時(shí),穩(wěn)流罐內(nèi)水位下降,浮球隨之下降,帶動(dòng)塞頭開(kāi)啟,吸入空氣,使穩(wěn)流罐內(nèi)保持大氣壓力,不至對(duì)市政管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓。

     當(dāng)市政管網(wǎng)中壓力低于用戶所需的設(shè)定壓力時(shí),水泵變頻調(diào)速運(yùn)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(dá)到用戶要求時(shí),設(shè)備自動(dòng)停止工作,市政管網(wǎng)的水通過(guò)旁通管直接供給用戶使用。

     當(dāng)市政管網(wǎng)停水時(shí),穩(wěn)流罐內(nèi)水位逐漸下降,當(dāng)降至較低水位時(shí),穩(wěn)流罐上的液位計(jì)發(fā)出停機(jī)信號(hào),設(shè)備自動(dòng)停止運(yùn)行并顯示缺水保護(hù)信號(hào)。

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

 

 

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)

     1、無(wú)需設(shè)置蓄水池和高位水箱

          無(wú)負(fù)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(shí),無(wú)負(fù)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(jìn)出水管道即可,極為方便。

     2、無(wú)水源的二次污染

         無(wú)負(fù)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(huì)受到空氣中的雜物和污物的二次污染,無(wú)負(fù)壓穩(wěn)流源流罐過(guò)流部分均采用食品容器內(nèi)壁涂料防腐處理,涂料和無(wú)負(fù)壓給水設(shè)備整機(jī)均符合相關(guān)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

     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(shí)能量損失殆盡,能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

         采用無(wú)負(fù)壓穩(wěn)流罐后,市政管網(wǎng)供水壓力直接疊加在給水泵進(jìn)口,水泵只需補(bǔ)充市政管網(wǎng)壓力不足部分,整機(jī)節(jié)能效果顯著。

     4、無(wú)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(jìn)管網(wǎng)的泄漏時(shí)避免頻繁啟動(dòng)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(yùn)營(yíng)費(fèi)用(晚間穩(wěn)壓泵的運(yùn)行電耗)。

         晚間等用水低峰期時(shí),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(wú)負(fù)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(wú)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(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果。

 

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)應(yīng)用范圍

      適用于任何自來(lái)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(lái)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(wú)負(fù)壓設(shè)備與水池共用的供水方式,進(jìn)一步節(jié)能。

          ● 自來(lái)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(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)工作環(huán)境

        1、電源電壓波動(dòng)≤±10%;

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

        3、空氣相對(duì)濕度:20%—90%(無(wú)凝露);

        4、 海拔高度:≤1000m;

        5、無(wú)導(dǎo)電塵埃及能腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場(chǎng)所;

        6、無(wú)爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所;

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

        8、有防雨防震設(shè)備和無(wú)水蒸汽的場(chǎng)所;

 

 

 

 

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