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[电源技术] STEP新时达iAStar变频器在水厂的应用———服务于风机、水泵行业

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admin 发表于 2014-4-22 08:46:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

本文包含原理图、PCB、源代码、封装库、中英文PDF等资源

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[编辑简介]:某水厂投资安装了一台380V、500kW水泵机组,采用iAStar专用变频器进行变频调速,改变以往靠阀门控制的传统方式,实现恒压供水。本文介绍了iAStar专用变频器的特点及工作原理,说明该系统运行的具体情况并给出安装调试的经验。[摘要]:某水厂投资安装了一台380V、500kW水泵机组,采用iAStar专用变频器进行变频调速,改变以往靠阀门控制的传统方式,实现恒压供水,下面介绍此系统的具体情况。[关键词]:奥莎 变频器 恒压供水
  变频器特点
与其他品牌相比,iAStar专用变频器具有如下特点:
        降低电机启动电流和配电容量,避免增容投资。在电网上直接启动电动机,其容量不得大于电网容量的15~20%,选用iAStar专用变频器后可把变压器的容量下降至传统驱动方式时的40~50%;
        降低启动机械应力,减小直接起动带来的机械冲力和因冲力而引起传动机械的磨损,延长电机及相关设备的寿命;
        全数字开放式操作显示键盘和屏幕,操作简便灵活,便于故障诊断,启动参数可视负载调整,以达到最佳 启动效果。备有外控端子,可方便实现异地控制或自动控制;
        软起动、软停车,能根据需要对电机调速,集各种保护(如过热保护、欠压保护等)、自诊断功能,易于改善工艺、保护设备;
        高度集成的微处理器控制系统,集成式PID控制器,采用磁通矢量控制方式,内建精确电机模型,能为电机提供高精度的速度控制和转矩,支持多种通讯方案,性能可靠。
  系统原理
        iAStar专用变频器是电机变频调速的执行者,其转速方程式为如下,只要改变f,就可实现n的变化而达到无极调速的目的。
  n=60f(1-s)/p
式中,f-电源频率;     p-电机极对数;
      s-电机转差率;   n-电机转速。
          该水厂的恒压供水系统工作原理如附图所示,测量元件选用E+H公司的压力传感器,Ui为恒定供水压力设定值,供水压力U作为输出量,构成闭环控制系统。在生产中,当进入小流量区域后,系统进入休眠状态;而当通过PLC采集回来的供水压力U与给定值Ui的差值DU达到一定值时,会自动唤醒系统工作,变频器通过改变电源频率控制水泵机组的转速,直至接近供水压力U的给定值Ui。这样,不但避免了启动大电流的冲击,而且不管系统供水流量大小如何变化,供水的压力U始终维持在给定(压力)值Ui的附近。

   2011032117050300001201106091529538141.jpg
附图    恒压供水系统工作原理框图
  系统应用效果
        据统计,使用了变频器后,节能效果达20%左右,供水波动度有效的控制在±20Pa,电机的功率因数为0.97,减少了无功补偿装置;有效避免突然启动对管网和阀门及其它供水设备的冲击,同样避免了突然停泵时的水锤效应,提高了供水水质;另一方面,由于能根据负载调节机组的转速,更好地降低能耗,相应的延长了管网、水泵零部件,特别是密封件的寿命,较好地解决用水高峰压力不足而用水低谷时压力过剩的矛盾,降低了值班人员的劳动强度。
        另外,iAStar专用变频器支持多种通讯方案,包括Modbus、Modbus Plus、FIPIO、 Uni-Telway、Interbus-S、AS-I、TCP/IP,可与各种PLC通讯,方便组成自动化控制网络。考虑网络的整体性与资金,该厂采用了Modbus通讯卡与PLC通讯,PLC与上位机用以太网连接,变频器的各个数据都实时送到上位机,便于监控;同时,通过上位机能进行PID参数整定、报表打印、电量核算等, 充分体现了系统的开放性。根据生产需要,在iAStar专用变频器里设定了欠压、过载、过热、缺相等保护停机;并且在变频器前安装了线路电抗器,减少了谐波电流的影响,增强了系统的抗干扰能力。
  安装及运行的经验
(1) 为了更好地保护各电子元器件,安装地点应通风良好,避免安装在高温、高湿度有粉尘不清洁以及有腐蚀气体的环境中。
(2) 初次使用先通电到变频器一段时间让其风干一下,避免变频器在存储、运输过程中受潮而影响工作。
(3) 安装完毕,要检查清楚,把细短线、铜屑、铁屑,清理干净;并且要注意检查系统接地良好,以免系统受干扰,出现不必要的故障。
(4) iAStar专用变频器是电子装置,内含电子元件及电解电容等,温度对其寿命影响较大。定期清洗或替换安装于机罩内的过滤网和清扫柜体内外的灰尘,保证空气畅顺,不但可以降低变频器运行温度,延长变频器的使用寿命,而且稳定性能也有所提高。
(5) 定期检查端子、模块的连接,确保接触良好。
(6) 加强巡视,认真记录每一次故障,查明故障原因后方能通电。
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