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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,需要再次加泵以補充管網(wǎng)壓力,頻率達到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11-05所設(shè)置的延遲時間后,當(dāng)面板顯示Pu-cH幾個字母后斷開,然后KM4要經(jīng)過11-04所設(shè)置的延遲時間后閉合,同時KM5閉合。
當(dāng)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。此時只有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(dāng)變頻器檢測輸出頻率到參數(shù)11-08(休眠頻率)所設(shè)定的值后經(jīng)過參數(shù)11-07的延遲時間,開始進入休眠狀態(tài)。為了防止在短時間內(nèi)水泵時起時停的“振蕩”現(xiàn)象,需要設(shè)置一個確認(rèn)時間T,如果低于下限頻率的時間小于T,變頻器可以不必理會；只有當(dāng)超過下限頻率的時間較長,大于確認(rèn)時間T的時候,變頻泵才會休眠。這也就是參數(shù)11-07延遲時間的意義。
當(dāng)夜間過去后,白天到來用水量開始增大,此時間變頻器從休眠狀態(tài)喚醒(3號泵開始喚醒,喚醒頻率11-09),當(dāng)用水量繼續(xù)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。整個反復(fù)循環(huán)的過程可以參見(表1)。我們看到參數(shù)11-02最大設(shè)定值為4,也就是說最多可以帶四臺水泵,4臺水泵的循環(huán)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 大電流沖擊問題
變頻泵循環(huán)運行方式優(yōu)點很多,但是實現(xiàn)起來卻較復(fù)雜,關(guān)鍵問題是變頻器輸出切換問題。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,將水泵電動機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臺電機為例在KM1斷開以后,定子繞組是開路的,不可能有勵磁電流。而轉(zhuǎn)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(chǎn)生一個逐漸衰減的直流磁場,而定子三相繞組將和此旋轉(zhuǎn)的直流磁場相互切割,從而產(chǎn)生出相應(yīng)的感應(yīng)電動勢,即電動機在切斷電源以后,存在著一個處于非同步發(fā)電狀態(tài)的電磁過渡過程。非同步發(fā)電狀態(tài)不同于電動機的再生發(fā)電狀態(tài),電動機的再生發(fā)電狀態(tài)是指定子繞組必須和電源相接,以得到勵磁電流。而此處所述情況是電機已經(jīng)脫離電源。
一般來說我們在工程實踐應(yīng)用中,總結(jié)出來的經(jīng)驗是在水泵脫離變頻器后,等待一段時間(參數(shù)11-04),待電動機的反電動勢降下來以后再接到工頻電源。如果不等待切換,即KM2在閉合的瞬間,即在電動機的反電動勢比較高時切換,會發(fā)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(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在不斷下降,所以反電動勢的周期略大于工頻電壓的周期),此時切換無附加的沖擊電流。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(wǎng)和電動機會產(chǎn)生過大的電流沖擊。
3.2 問題對策
針對這種情況可以采用監(jiān)頻監(jiān)相控制器,用來監(jiān)視切換時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,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機的額定電流,基本實現(xiàn)對生產(chǎn)和電網(wǎng)無任何影響的無擾動切換。目前多數(shù)變頻器循環(huán)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(shù)11-04的意義。
4 結(jié)束語
隨著變頻供水技術(shù)的普及應(yīng)用，人們對于工變頻電機切換電流沖擊的認(rèn)識愈加深入�，F(xiàn)在已經(jīng)可以輕松的選購到供水工程專用變頻器。專用變頻器針對多泵供水行業(yè)的一系列特殊問題設(shè)計提供相應(yīng)得解決方案，除了可以解決電流沖擊問題，甚至可以解決水泵等壽命均衡負(fù)荷分配運行的智能化問題。自動化變頻恒壓供水工程師應(yīng)該在工程設(shè)計中充分發(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)定運行的項目設(shè)計。
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