變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

（阜新市水務(wù)集團(tuán)，遼寧 阜新 123000）

水泵作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。隨著新時(shí)期背景下工業(yè)產(chǎn)業(yè)對水泵控制系統(tǒng)功能性需求的不斷提升，水泵控制系統(tǒng)對各種現(xiàn)代化技術(shù)體系的應(yīng)用與融入已經(jīng)成為了促進(jìn)水泵控制系統(tǒng)發(fā)展革新的必然途徑，更是提升水泵控制效果的重要舉措。而變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用就能夠提升水泵控制系統(tǒng)的性能，促進(jìn)其控制系統(tǒng)優(yōu)化。

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

變頻調(diào)速技術(shù)是一種現(xiàn)代化技術(shù)體系，由電子技術(shù)、電力技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成，通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速改變的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能。變頻調(diào)速技術(shù)的運(yùn)作原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正本關(guān)系：n=60 f（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)磁極對數(shù)），以此為基礎(chǔ)，通過交直流電源變換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力電子、微電腦、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的綜合，形成了現(xiàn)代化電氣產(chǎn)品。

二、變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中水泵系統(tǒng)應(yīng)用愈加廣泛，成為了新時(shí)期工業(yè)生產(chǎn)中的重要機(jī)械設(shè)備，而控制系統(tǒng)作為水泵使用的關(guān)鍵，控制系統(tǒng)直接決定了水泵運(yùn)行的穩(wěn)定性和節(jié)能性。而將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到水泵控制系統(tǒng)中時(shí)，就能夠全面優(yōu)化水泵控制系統(tǒng)的性能，發(fā)揮重要作用。首先，變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用能夠提升水泵的節(jié)能效果。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到水泵的控制系統(tǒng)之中時(shí)，就能夠全面提升水泵電機(jī)的功率因數(shù)，降低了水泵的無功率消耗，這對于水泵系統(tǒng)應(yīng)用具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，降低了水泵運(yùn)行的電能消耗。其次，變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用能夠提升水泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到水泵控制系統(tǒng)之中時(shí)，通過變頻調(diào)速技術(shù)對水泵電源頻率的調(diào)節(jié)，不僅能夠全面延長水泵電機(jī)的使用壽命，降低水泵機(jī)械系統(tǒng)的故障幾率，更能夠通過變頻調(diào)節(jié)模式，在變頻器啟動(dòng)和調(diào)速的作用下，充分保證電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，避免電機(jī)運(yùn)行波動(dòng)對電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，增加電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，增加電網(wǎng)故障的發(fā)生概率。最后，變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用能夠提升水泵的調(diào)速性能。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到水泵控制系統(tǒng)中時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)水泵控制系統(tǒng)的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速控制，是水泵控制系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)范圍較小，出現(xiàn)偏差時(shí)也能夠及時(shí)進(jìn)行控制，這就全面優(yōu)化了水泵控制系統(tǒng)的調(diào)速性能，保證了水泵生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定性。

三、變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用作為新時(shí)期提升水泵控制系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，對于工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)意義。但是在水泵控制系統(tǒng)對變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，也需要對其具體應(yīng)用措施進(jìn)行深入了解，以保證其應(yīng)用的科學(xué)性。

該自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)主要包含了四個(gè)部分：

第一，控制對象設(shè)計(jì)。在本次水泵自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，水泵的電機(jī)功率為100kW，電機(jī)運(yùn)行的額定電流為183A，其水泵電機(jī)的裴勇功率為滿載運(yùn)行100kW，水泵的涇水流量為792m/h，軸功率為80.3kW，揚(yáng)程為32.3m。

第二，變頻調(diào)速器選擇設(shè)計(jì)。在本次自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)的變頻調(diào)速器選擇設(shè)計(jì)中，為了充分保證調(diào)速器與水泵控制系統(tǒng)的高度適配性，選用了FRN110/P9S-4型號(hào)的變頻控制器，其適配通用電機(jī)功率為110kW，額定容量為160kVA，電源系統(tǒng)的額定電流為210A，能夠滿足上述水泵的適配需求。

第三，壓力測量變送器（PT）選擇設(shè)計(jì)。在該自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)的壓力測量變送器選擇設(shè)計(jì)中，為了充分保證該自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)運(yùn)行中壓力測量的精準(zhǔn)性和實(shí)效性，選用了DLK100-OA/0-1Mpa的壓力測量變送器，對水泵控制水管出口壓力進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，并將壓力監(jiān)測信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA的電信號(hào)，反饋給調(diào)節(jié)器，作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)器自動(dòng)化調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以充分保證水泵自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制的精準(zhǔn)性和實(shí)效性。

第四，調(diào)節(jié)器（PID）選擇設(shè)計(jì)。調(diào)節(jié)器作為自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)中對水泵運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制的核心設(shè)備，是自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。在本次水泵自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選用了WP-D905型號(hào)的調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器是輸入信號(hào)為4-20mA，輸出PID控制信號(hào)為4-20mA。

在上述系統(tǒng)的自動(dòng)化變頻控制過程中，由壓力測量變送器PT對水泵水管的出口壓力進(jìn)行監(jiān)管，并將監(jiān)管數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給調(diào)節(jié)器PID。調(diào)節(jié)器根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中對水泵運(yùn)行的工藝需求繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，其原理就是反饋信號(hào)與控制指標(biāo)的比對，得出其偏差，然后由偏差值作為調(diào)節(jié)器自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)的電磁信號(hào)，使變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠畸形電壓與頻率的調(diào)節(jié)與控制，然后供給給水泵電機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的自動(dòng)化控制。通過該自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)，全面提升了水泵系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能效果，降低了水泵控制系統(tǒng)的操作難度，并提升了水泵運(yùn)行的穩(wěn)定性，對于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中水泵應(yīng)用起到了重要的推動(dòng)作用。

結(jié)束語

變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用對于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中水泵應(yīng)用具有重要意義，是降低水泵運(yùn)行能耗、提升水泵運(yùn)行穩(wěn)定性的重要途徑。變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)應(yīng)用中，需要對其系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入了解，以保證其自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，推動(dòng)水泵控制系統(tǒng)革新。