變頻器的應(yīng)用

一、變頻器對(duì)于噴泉的應(yīng)用：  為了噴泉揚(yáng)程有足夠的可調(diào)余地，所以選購(gòu)的水泵額定揚(yáng)程流量都比實(shí)際使用揚(yáng)程流量大，這樣就導(dǎo)致水泵本身浪費(fèi)了部分用電量。安裝后調(diào)制水景樣式，調(diào)節(jié)每個(gè)水嘴上的截止閥，來(lái)改變噴嘴的揚(yáng)程大小，這樣勢(shì)必造成水泵的負(fù)荷和管道內(nèi)壓力增大，水泵負(fù)荷增大導(dǎo)致了用電量的增大，整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期硬性運(yùn)行，容易造成水泵損壞、管道性能降低、用電量嚴(yán)重浪費(fèi)、電器易損壞等問(wèn)題。如果甲方要求更改一下噴水的高低，那就還要一個(gè)個(gè)地調(diào)節(jié)每個(gè)水嘴的截止閥，操 作非常煩瑣。

以上這些缺陷在音樂(lè)噴泉利用變頻器的控制系統(tǒng)中得到很好的完善和解決，音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)是：音頻信號(hào)通過(guò)音頻信號(hào)處理器送達(dá)PLC控制器，通過(guò)PLC控制器對(duì)多臺(tái)變頻器變換頻率的控制，實(shí)現(xiàn)水泵軟停軟啟和平滑加減速，降低對(duì)電網(wǎng)容量要求，減小對(duì)電力沖擊，減少水泵的故障率，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約水泵多消耗的電能，又可控制水泵轉(zhuǎn)速達(dá)到可調(diào)噴嘴揚(yáng)程大小的隨意性；

燈光系統(tǒng)則由音頻信號(hào)通過(guò)PLC控制器對(duì)燈光控制器控制，達(dá)到對(duì)燈光亮暗調(diào)節(jié)和色彩變化的控制，形成燈光、音響、水泵統(tǒng)一的立體效果。

二、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)控制水泵揚(yáng)程和流量的分析：

一般籠型異步三相交流潛水泵的是有一個(gè)固定揚(yáng)程和流量的，而音樂(lè)噴泉的水柱需要時(shí)大時(shí)小，時(shí)高時(shí)低多變化動(dòng)作方式，這需要控制水泵的轉(zhuǎn)速才能達(dá)到（以前直流電機(jī)可調(diào)速，交流電機(jī)不能調(diào)速），而水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和三相電源的頻率有關(guān)n?=60f?/p:n?--旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，(r/min)；f?--三相交流電源的頻率，Hz；p--旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)。

因此必須安裝變頻調(diào)速控制系統(tǒng)才能去控制水泵調(diào)速運(yùn)行，一般用于三相交流水泵的變頻器，是交—直—交變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器，其原理是首先50Hz的三相交流經(jīng)晶閘管可控整流變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流電，供給三相交流水泵并控制它的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制水泵的揚(yáng)程和流量，實(shí)現(xiàn)平滑的、寬范圍、高效率無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)。伴隨著音樂(lè)的節(jié)奏，音樂(lè)高亢雄壯時(shí)水咀噴出激勵(lì)高大的水柱，音樂(lè)低沉?xí)r水咀噴出緩慢低矮水柱。

1、變頻器調(diào)節(jié)頻率控制水泵的水柱噴射啟動(dòng)：

三相異步電動(dòng)機(jī)用電源直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流往往是額定電流的4—7倍。利用變頻器控制電動(dòng)機(jī)低速啟動(dòng)時(shí)是控制電動(dòng)機(jī)電壓和 頻率，保持電動(dòng)機(jī)磁通不飽和，輸出恒轉(zhuǎn)矩方式運(yùn)行的。

音樂(lè)噴泉中音樂(lè)開(kāi)始，信號(hào)送給PLC機(jī)控制變頻器頻率上升，水泵通電運(yùn)行，到噴嘴開(kāi)始射出水柱，一般會(huì)出現(xiàn)距嘴節(jié)流滯后噴射，水柱瞬時(shí)噴出的揚(yáng)程不能跟隨音樂(lè)同步，這些現(xiàn)象可這樣解決：讓噴嘴能夠跟隨音樂(lè)的節(jié)奏，及時(shí)噴出水柱，縮短水泵啟動(dòng)時(shí)間，可在變頻器控制面板中，功能碼可0.7s加速時(shí)間。選購(gòu)的水泵一般額定揚(yáng)程流量都比使用揚(yáng)程流量大2—2.5倍，選擇加大功率水泵就加大了水泵的瞬時(shí)揚(yáng)程和流量，加快水柱的噴出。這樣雖然變頻器具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)及聲光報(bào)警系統(tǒng)，即使在節(jié)奏很快時(shí)，也不易出現(xiàn)變頻器頻繁 自動(dòng)保護(hù)。開(kāi)啟噴泉后曲終時(shí)或音樂(lè)很低時(shí)，可讓電動(dòng)機(jī)低速保壓運(yùn)行，一旦給定信號(hào)，水泵運(yùn)行，水柱迅速達(dá)到噴射揚(yáng)程，可在變頻器面板 上功能碼設(shè)定下限頻率10Hz。

2、變頻器良好的減速系統(tǒng)：

變頻器P、B輸入端子配上能耗電阻，在加、減速時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能消耗在電阻上，成為能耗制動(dòng)狀態(tài)水泵實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速。（制動(dòng)電阻按照水泵電機(jī)功率選用的5.5KW選80?，4KW選120?）。

水泵雖然已停止通電，由于慣性水泵還要盍一段時(shí)間，造成噴嘴繼續(xù)噴出水來(lái)的狀態(tài)。要達(dá)到水泵能跟隨著音樂(lè)的節(jié)奏及時(shí)減速， 可在變頻器控制面板功能碼碼設(shè)定0.7s減速時(shí)間。

3、變頻器頻率跟蹤和電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)：

變頻器可以保證頻率跟蹤，即水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，在再次運(yùn)行時(shí)水 泵將能跟蹤停轉(zhuǎn)時(shí)的頻率繼續(xù)運(yùn)行。

如果發(fā)現(xiàn)水泵反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致水泵的揚(yáng)程變小，可在變頻器控制面板功能碼設(shè)定正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。不需要更改水泵三相電源的相們，操作方便 易行。

三、變頻器節(jié)能效果：

由水泵的原理得出，流量和轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)速與頻率成正比，而軸功率等于流量乘于揚(yáng)程，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。以目標(biāo)頻率38HZ，下限頻率10HZ計(jì)，變化率為： 76%—20%之間。得出平均率為：50%。

設(shè)水泵全速流量空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)  以本例水泵總功率：5.5KW+5.5KW+4KW+2.2KW=17.2KW全 速功率：17.2-17.2*0.1=15.48KW 變頻功率：17.2*0.1+50%3*15.48KW=3.655KW 節(jié)約功率：15.48KW-3.655KW=11.825KW噴泉受到天氣的影響，每年有240天左右可以運(yùn)行時(shí)間，以每天噴泉開(kāi)啟3小時(shí)計(jì)每年用電量：15.48KW*3h*240天*0.7元/kwh=7801.9元≈7.8千元。 每年用電量；11.825KW*3h*240天*0.7元/kwh=5959.8元≈6千 元。  實(shí)際消耗用電量?jī)H：3.665KW*3h*240天*0.7元/kwh=1842.1元 ≈1.8千元。

為了便于讓建設(shè)方直觀理解音樂(lè)噴泉的省電效果，由上可得； 凡利用變頻器的噴泉每天一小時(shí)電費(fèi)（元）=噴泉總功率*0.138 系數(shù)；省電量75%。節(jié)電明顯，能讓建設(shè)單位消除做得起噴泉養(yǎng)不起噴泉的疑慮，即使頻繁使用噴泉，不會(huì)因費(fèi)用太大而產(chǎn)生顧慮。