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當(dāng)用戶用水量繼續(xù)加大,管道中的壓力再一次下降,需要再次加泵以補(bǔ)充管網(wǎng)壓力,頻率達(dá)到11-06所設(shè)定的參數(shù)50HZ后仍未滿足壓力要求,KM3要經(jīng)過(guò)11-05所設(shè)置的延遲時(shí)間后,當(dāng)面板顯示Pu-cH幾個(gè)字母后斷開(kāi),然后KM4要經(jīng)過(guò)11-04所設(shè)置的延遲時(shí)間后閉合,同時(shí)KM5閉合。
當(dāng)用戶用水量減小時(shí),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(hào)水泵先啟動(dòng)所以一號(hào)水泵先停,KM2斷開(kāi)。如果用水量進(jìn)一步減小,再接著停2號(hào)水泵,KM4斷開(kāi)。此時(shí)只有3號(hào)水泵在變頻運(yùn)行,如果用水量再次減小(比如說(shuō)深夜無(wú)人或很少人用水的情況下)，輸出頻率減小,當(dāng)變頻器檢測(cè)輸出頻率到參數(shù)11-08(休眠頻率)所設(shè)定的值后經(jīng)過(guò)參數(shù)11-07的延遲時(shí)間,開(kāi)始進(jìn)入休眠狀態(tài)。為了防止在短時(shí)間內(nèi)水泵時(shí)起時(shí)停的“振蕩”現(xiàn)象,需要設(shè)置一個(gè)確認(rèn)時(shí)間T,如果低于下限頻率的時(shí)間小于T,變頻器可以不必理會(huì)；只有當(dāng)超過(guò)下限頻率的時(shí)間較長(zhǎng),大于確認(rèn)時(shí)間T的時(shí)候,變頻泵才會(huì)休眠。這也就是參數(shù)11-07延遲時(shí)間的意義。
當(dāng)夜間過(guò)去后,白天到來(lái)用水量開(kāi)始增大,此時(shí)間變頻器從休眠狀態(tài)喚醒(3號(hào)泵開(kāi)始喚醒,喚醒頻率11-09),當(dāng)用水量繼續(xù)增大,3號(hào)泵切為工頻,1號(hào)泵切為變頻,用水量再加大,2號(hào)泵切為變頻,3號(hào)泵切為工頻。以下不再詳述。整個(gè)反復(fù)循環(huán)的過(guò)程可以參見(jiàn)(表1)。我們看到參數(shù)11-02最大設(shè)定值為4,也就是說(shuō)最多可以帶四臺(tái)水泵,4臺(tái)水泵的循環(huán)過(guò)程也用表列了出來(lái),可以參見(jiàn)(表2)。
3 多泵變頻供水的電機(jī)切換
3.1 大電流沖擊問(wèn)題
變頻泵循環(huán)運(yùn)行方式優(yōu)點(diǎn)很多,但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻較復(fù)雜,關(guān)鍵問(wèn)題是變頻器輸出切換問(wèn)題。在非同步控制下,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(shí),將水泵電動(dòng)機(jī)從變頻器供電切換到工頻電網(wǎng)供電,將可能遇到很大的電流沖擊。
如圖2所示,以第1臺(tái)電機(jī)為例在KM1斷開(kāi)以后,定子繞組是開(kāi)路的,不可能有勵(lì)磁電流。而轉(zhuǎn)子繞組是自成回路的,其電流有一個(gè)逐漸衰減的過(guò)程,它將產(chǎn)生一個(gè)逐漸衰減的直流磁場(chǎng),而定子三相繞組將和此旋轉(zhuǎn)的直流磁場(chǎng)相互切割,從而產(chǎn)生出相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即電動(dòng)機(jī)在切斷電源以后,存在著一個(gè)處于非同步發(fā)電狀態(tài)的電磁過(guò)渡過(guò)程。非同步發(fā)電狀態(tài)不同于電動(dòng)機(jī)的再生發(fā)電狀態(tài),電動(dòng)機(jī)的再生發(fā)電狀態(tài)是指定子繞組必須和電源相接,以得到勵(lì)磁電流。而此處所述情況是電機(jī)已經(jīng)脫離電源。
一般來(lái)說(shuō)我們?cè)诠こ虒?shí)踐應(yīng)用中,總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)是在水泵脫離變頻器后,等待一段時(shí)間(參數(shù)11-04),待電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)降下來(lái)以后再接到工頻電源。如果不等待切換,即KM2在閉合的瞬間,即在電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)比較高時(shí)切換,會(huì)發(fā)生兩種情況,①電源電壓恰好與電動(dòng)機(jī)定子繞組的電動(dòng)勢(shì)同相(因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在不斷下降,所以反電動(dòng)勢(shì)的周期略大于工頻電壓的周期),此時(shí)切換無(wú)附加的沖擊電流。②若電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)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(dòng)機(jī)將流過(guò)額定電流10倍左右的電流,對(duì)供電電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的電流沖擊。
3.2 問(wèn)題對(duì)策
針對(duì)這種情況可以采用監(jiān)頻監(jiān)相控制器,用來(lái)監(jiān)視切換時(shí)變頻器輸出的頻率和相位,當(dāng)其于工頻電源的頻率和相位一致時(shí),再完成水泵由變頻器到電源的切換。使切換后電流大致等于電動(dòng)機(jī)的額定電流,基本實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)和電網(wǎng)無(wú)任何影響的無(wú)擾動(dòng)切換。目前多數(shù)變頻器循環(huán)運(yùn)行的供水方式多采用延長(zhǎng)切換時(shí)間的方法,來(lái)避開(kāi)相位不一致造成的電勢(shì)疊加。這也就是參數(shù)11-04的意義。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著變頻供水技術(shù)的普及應(yīng)用，人們對(duì)于工變頻電機(jī)切換電流沖擊的認(rèn)識(shí)愈加深入�，F(xiàn)在已經(jīng)可以輕松的選購(gòu)到供水工程專用變頻器。專用變頻器針對(duì)多泵供水行業(yè)的一系列特殊問(wèn)題設(shè)計(jì)提供相應(yīng)得解決方案，除了可以解決電流沖擊問(wèn)題，甚至可以解決水泵等壽命均衡負(fù)荷分配運(yùn)行的智能化問(wèn)題。自動(dòng)化變頻恒壓供水工程師應(yīng)該在工程設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮專業(yè)變頻器的功能，為用戶提供即節(jié)能又可靠穩(wěn)定運(yùn)行的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。
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