一、引言
變頻調(diào)速技術(shù)用于恒壓供水，以其節(jié)能、安全、供水品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
一〉恒壓供水的目的：
對(duì)于供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，歸根到底是為了滿足用戶對(duì)于流量的需求。在高峰時(shí)期需求量大，需能快速供水；低峰時(shí)應(yīng)維持一定管壓。其最根本的控制對(duì)象是流量，壓力被用來做為控制流量大小的參變量。如果保持供水系統(tǒng)某處壓力的恒定，也就保證該處的供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，可滿足用戶的用水需求。
二〉恒壓供水的意義
1.消除水錘效應(yīng)
異步電機(jī)在全電壓起動(dòng)時(shí)，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間非常短。在極短時(shí)間內(nèi)，水的流量從零猛增到額定流量。這巨大變化將引起流質(zhì)對(duì)管道的壓強(qiáng)產(chǎn)生過高或過低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象。壓力的沖擊會(huì)使管壁受力，就像錘子敲擊管子一樣，故稱為水錘效應(yīng)。
水錘效應(yīng)具有極大的破壞性:壓強(qiáng)過高，將引起管子的破裂；壓強(qiáng)過低又會(huì)導(dǎo)致管子的癟塌。 恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，從而消除供水系統(tǒng)中，因起動(dòng)和制動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩太大而引起的水錘效應(yīng)，可延長水泵和管道系統(tǒng)的壽命。
2.節(jié)能運(yùn)行
水泵是按工頻運(yùn)行設(shè)計(jì)的，但供水時(shí)除高峰期外大部分時(shí)間流量較小，使用變頻器控制可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的需求而變化，最終達(dá)到節(jié)能的目的。
臺(tái)安的N310系列變頻器在國內(nèi)的供水領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用。
二、應(yīng)用場合
本例是校園供水泵上應(yīng)用變頻器的例子。在校園里，課間休息時(shí)間用水量達(dá)到高峰期，晚間的利用率就極少或?yàn)榱悖米冾l器以后，調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，可達(dá)到節(jié)約能源的目的。
三、系統(tǒng)的構(gòu)成
我們?cè)诮o水管上由壓力傳感器采集給水的水壓信號(hào)，此信號(hào)與所設(shè)定的泵出口壓力進(jìn)行比較，利用比較的結(jié)果來控制變頻器的輸出，進(jìn)而達(dá)到控制水壓的目的。
本例可使用臺(tái)安科技自主研發(fā)的帶RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）功能的智能繼電器SG2配合N310變頻器使用，以24小時(shí)為一時(shí)段，進(jìn)行控制泵相互切換的運(yùn)行方式，其主要目的：
1.任一運(yùn)行泵出現(xiàn)問題，可緊急切換到備用泵不會(huì)因更換時(shí)影響正常工作；
2防止備用泵長時(shí)間不用會(huì)出現(xiàn)銹死。
N310系列變頻器是一款具有自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行的變頻器。對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵（HVAC）這類負(fù)載的應(yīng)用場合，設(shè)有相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)：
1)PID調(diào)節(jié)功能
本例恒壓供水系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其電氣回路為閉環(huán)控制系統(tǒng)，N310內(nèi)建的PID功能就可將壓力傳感器送來的4~20mA信號(hào)（反饋值）與泵的出口壓力（設(shè)定值）進(jìn)行比較，再控制變頻器輸出，使反饋值與設(shè)定值一致以保持恒定的水壓。
2)PID休眠狀態(tài)
當(dāng)設(shè)定值（ 水泵出口壓力）低于PID休眠動(dòng)作準(zhǔn)位特定時(shí)間后，變頻器將執(zhí)行PID 休眠狀態(tài)，變頻器停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)反饋信號(hào)超過PID 休眠位準(zhǔn)動(dòng)作特定時(shí)間后，變頻器會(huì)自動(dòng)再起動(dòng)，繼續(xù)執(zhí)行PID控制。當(dāng)PID控制為無效時(shí)，PID 休眠功能也無效。使用PID 休眠功能時(shí)，要選擇減速停止或自由運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
3)負(fù)載運(yùn)行可選遞減轉(zhuǎn)矩形式
對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵這類HVAC負(fù)載的場合，N310系列變頻器通過自定義V/F曲線來實(shí)現(xiàn)遞減轉(zhuǎn)矩這種負(fù)載特性，其特點(diǎn)為：變頻器輸出的電壓和電流會(huì)隨著負(fù)載的輸出而改變，從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)能的效果。并且可以避免電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行在大電流時(shí)因溫升而造成絕緣的破壞，從而延長電機(jī)的使用壽命，減少維護(hù)費(fèi)用。
4)泵的運(yùn)行方向
因水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)它的運(yùn)轉(zhuǎn)方向具有單一性，所以需將變頻器的反轉(zhuǎn)運(yùn)行功能設(shè)為無效。
5)N310系列變頻器內(nèi)建RS 485通訊功能
N310內(nèi)建RS 485通信功能，如果客戶想使用通訊功能對(duì)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行設(shè)定或監(jiān)控，會(huì)很方便。
6)SG2的應(yīng)用
智能繼電器SG2是臺(tái)安科技自主研發(fā)的產(chǎn)品，內(nèi)建輸入輸出繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)時(shí)器和輔助繼電器，其功能可代替繼電控制盤。可選擇帶RTC（萬年歷）功能機(jī)種來完成范例中兩泵的切換、電機(jī)保護(hù)等多種功能。
四、結(jié)束語
使用N310變頻器，PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部進(jìn)行，節(jié)省了使用可編程控制器這部分成本。設(shè)定容易，調(diào)試簡單且大大節(jié)省了電能。在實(shí)際使用中運(yùn)行良好，管網(wǎng)水壓穩(wěn)定，投資少、安裝便利、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本低，受到了用戶的好評(píng)。
