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當用戶用水量繼續加大,管道中的壓力再一次下降,需要再次加泵以補充管網壓力,頻率達到11-06所設定的參數50HZ後仍未滿足壓力要求,KM3要經過11-05所設置的延遲時間後,當麵板顯示Pu-cH幾個字母後斷開,然後KM4要經過11-04所設置的延遲時間後閉合,同時KM5閉合。
當用戶用水量減小時,管道中的壓力回升,需要減工頻泵,本著先起先停的原則,1號水泵先啟動所以一號水泵先停,KM2斷開。如果用水量進一步減小,再接著停2號水泵,KM4斷開。此時隻有3號水泵在變頻運行,如果用水量再次減小(比如說深夜無人或很少人用水的情況下),輸出頻率減小,當變頻器檢測輸出頻率到參數11-08(休眠頻率)所設定的值後經過參數11-07的延遲時間,開始進入休眠狀態。為了防止在短時間內水泵時起時停的“振蕩”現象,需要設置一個確認時間T,如果低於下限頻率的時間小於T,變頻器可以不必理會;隻有當超過下限頻率的時間較長,大於確認時間T的時候,變頻泵才會休眠。這也就是參數11-07延遲時間的意義。
當夜間過去後,白天到來用水量開始增大,此時間變頻器從休眠狀態喚醒(3號泵開始喚醒,喚醒頻率11-09),當用水量繼續增大,3號泵切為工頻,1號泵切為變頻,用水量再加大,2號泵切為變頻,3號泵切為工頻。以下不再詳述。整個反複循環的過程可以參見(表1)。我們看到參數11-02最大設定值為4,也就是說最多可以帶四台水泵,4台水泵的循環過程也用表列了出來,可以參見(表2)。
3 多泵變頻供水的電機切換
3.1 大電流衝擊問題
變頻泵循環運行方式優點很多,但是實現起來卻較複雜,關鍵問題是變頻器輸出切換問題。在非同步控製下,即變頻器的頻率和相位與共頻電源的頻率和相位不一致時,將水泵電動機從變頻器供電切換到工頻電網供電,將可能遇到很大的電流衝擊。
如圖2所示,以第1台電機為例在KM1斷開以後,定子繞組是開路的,不可能有勵磁電流。而轉子繞組是自成回路的,其電流有一個逐漸衰減的過程,它將產生一個逐漸衰減的直流磁場,而定子三相繞組將和此旋轉的直流磁場相互切割,從而產生出相應的感應電動勢,即電動機在切斷電源以後,存在著一個處於非同步發電狀態的電磁過渡過程。非同步發電狀態不同於電動機的再生發電狀態,電動機的再生發電狀態是指定子繞組必須和電源相接,以得到勵磁電流。而此處所述情況是電機已經脫離電源。
一般來說我們在工程實踐應用中,總結出來的經驗是在水泵脫離變頻器後,等待一段時間(參數11-04),待電動機的反電動勢降下來以後再接到工頻電源。如果不等待切換,即KM2在閉合的瞬間,即在電動機的反電動勢比較高時切換,會發生兩種情況,①電源電壓恰好與電動機定子繞組的電動勢同相(因為轉子的轉速在不斷下降,所以反電動勢的周期略大於工頻電壓的周期),此時切換無附加的衝擊電流。②若電動機的反電動勢與工頻電壓的相位差正好為180度,則情況最糟糕,一般的異步電動機將流過額定電流10倍左右的電流,對供電電網和電動機會產生過大的電流衝擊。
3.2 問題對策
針對這種情況可以采用監頻監相控製器,用來監視切換時變頻器輸出的頻率和相位,當其於工頻電源的頻率和相位一致時,再完成水泵由變頻器到電源的切換。使切換後電流大致等於電動機的額定電流,基本實現對生產和電網無任何影響的無擾動切換。目前多數變頻器循環運行的供水方式多采用延長切換時間的方法,來避開相位不一致造成的電勢疊加。這也就是參數11-04的意義。
4 結束語
隨(sui)著(zhe)變(bian)頻(pin)供(gong)水(shui)技(ji)術(shu)的(de)普(pu)及(ji)應(ying)用(yong),人(ren)們(men)對(dui)於(yu)工(gong)變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)切(qie)換(huan)電(dian)流(liu)衝(chong)擊(ji)的(de)認(ren)識(shi)愈(yu)加(jia)深(shen)入(ru)。現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)的(de)選(xuan)購(gou)到(dao)供(gong)水(shui)工(gong)程(cheng)專(zhuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)。專(zhuan)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)針(zhen)對(dui)多(duo)泵(beng)供(gong)水(shui)行(xing)業(ye)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)特(te)殊(shu)問(wen)題(ti)設(she)計(ji)提(ti)供(gong)相(xiang)應(ying)得(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),除(chu)了(le)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)電(dian)流(liu)衝(chong)擊(ji)問(wen)題(ti),甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)水(shui)泵(beng)等(deng)壽(shou)命(ming)均(jun)衡(heng)負(fu)荷(he)分(fen)配(pei)運(yun)行(xing)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)問(wen)題(ti)。自(zi)動(dong)化(hua)變(bian)頻(pin)恒(heng)壓(ya)供(gong)水(shui)工(gong)程(cheng)師(shi)應(ying)該(gai)在(zai)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)中(zhong)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)專(zhuan)業(ye)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)功(gong)能(neng),為(wei)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)即(ji)節(jie)能(neng)又(you)可(ke)靠(kao)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)的(de)項(xiang)目(mu)設(she)計(ji)。
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