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机泵变频配套技术

发布时间: 2011-03-31     来源:

1.变频调速的原理

变频器组成见图1。


 

  变频器通过改变电机定子供电频率来改变转速。为使调速时电机有最大转矩,需维持电机的

磁通恒定,因此电压与频率成比例地变化,即工频电源经整流器变成恒定的直流电压,再经逆变器变成可变电压和可变频率的交流电源。

2.变频调速节电原理

  变频调速节能是相对于阀门调节而言,采用变频调速器后,将阀门全开,通过改变电机电源频率来改变电机转速。由流体力学可知,流量Q与转速n的一次方成正比,风压H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比。

  当流量Q变为额定流量的50%时,采用变频调速时电机消耗功率为0.125Pe,采用阀门控制

流量时电机消耗功率为0.7 Pe Pe为额定功率。采用变频调速节电率为:


 

  采用泵出口阀门或控制阀调节泵流量,不能降低电动机的功率消耗,而变频调速技术可以节约大量的电能,而且随着流量调节幅度的增大,变频调速和节流控制相比差距增大,节能效果明显。

3.控制方式的选择

1. 单回路控制

  单回路控制改为变频调速控制较为简单(见图2)。只需将控制系统调节器输送的信号,由原来的送往控制阀改为送往变频器即可,而原来的控制阀、前后手阀和副线阀保持全开,由变频器控制电机的转速来调节泵的流量。


 

2. 双回路控制

   双回路控制一路为主控制回路,是为了实现所需流量的控制;另一路为副控制回路,主要起到循环、分流、保护机泵的作用。在这种情况下,可以将主回路按单回路控制实现变频调速控制的方法进行设计,而副控制回路停用,关闭其前后手阀及控制阀。

 

4.常催机泵变频调速节能改造

套常减压(简称)和催化两套控制系统组成,常部分有10个子站,催化部分有4个子站,每套系统分别与CS1000的两个操作工作站相连,形成一个完整的控制系统。上位监控部分采用横河CS1000DCS控制系统,结合西门子的WinACCPU4122实现对系统数据的冗余监控和处理,保证数据的可靠监控和实时记录,在CS1000 CPU412 内都有数据的记录。控制部分采用西门子最新的S7200CPU226XM系列可编程序控制器加PROFIBUS DP高速通信模块EM277和高精度模拟量采集模块EM235 实现每个子站部分的控制和数据采集、转换、通信连接等;控制柜内核心元器件均选用知名品牌,继电器选用日本和泉产品、端子选用菲尼克斯产品,按钮、指示灯及一次元件断路器、接触器选用施耐德产品。变频器选用德国

西门子高性能全数字式结构模块设计工程变频器6SE70系列,该类型变频器具有矢量控制方式,抗过载能力强,抗低电压干扰能力好,维修、操作简单方便;输入电抗器为外置式,便于散热。

整个系统从控制过程和通信方式上可分成3个层次。系统总体结构如图1 所示。第一层为现场控制和现场数据采集。这一层主要实现现场动作的完成和现场数据的采集过程,是整个控制系统的底层部分。该层与上二层通过通信相连,组成了一个整体,又可独立运行。 第二层为现场数据的传送和集中处理。这一层主要实现将现场数据分别通过切换柜上的14PLC 从站采集,将现场采集的数据分成10个站和催化4个站分别集中送入两块Win AC SLOT PLC412 2DP 内,集中处理,同时,上位机的操作也通过两块Win AC SLOTPLC412 2DP 传送到14 PLC 站,再到现场。第三层为变频调速系统与CS1000 的连接和CS1000 系统的监控。这一层主要实现现场网络系统与CS1000监控系统的连接,CS1000系统的监控画面和菜单结构采用西门子Win AC 技术实现与CS1000 的连接。