变频恒压供水

一、变频调速的特点及分析

用户用水量一般是动态的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。

恒压供水系统对于用户是非常重要的。在生产生活供水时，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响生活质量，严重时会影响生存安全，如发生火灾时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，用水区域采用正艺恒压供水系统，能产生较大的经济效益和社会效益。

随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。

二、恒压供水的变频应用方式

通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频调速进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，比如上海正艺信息科技的恒压供水控制系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

三、PID控制原理

根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来实现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。

要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

四、变频控制原理

用变频调速来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分***（可根据具体情况计算出来）。其优点是：

1、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

2、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

3、 可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面，频率应以电动机的额定频率为变频器的工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

五、恒压供水系统特点

1、 节电：优化的节能控制软件，使水泵实现限度地节能运行；

2、 节水：根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；

3、 运行可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。

4、 联网功能：采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。

5、 控制灵活：分段供水，定时供水，手动选择工作方式。

6、 自我保护功能完善：如某台泵出现故障，主动向上位机发出报警信息，同时启动备用泵，以维持供水平衡。万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。

六、系统应用范围

1、 自来水厂、加压泵房

2、 居民生活区、宾馆及其它建筑

3、 企业生产用水

4、 锅炉循环水系统

5、 农田灌溉系统

同其它供水方式相比较，正艺变频恒压供水系统，除了具有***的节能效果外，还有以下显而易见的优势：

1、恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。

2、由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。

3、水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。***消除水锤现象。

4、实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。

电泵

磁悬浮潜水电泵它实现了世界潜水电泵领域重大突破,有效解决了传统潜水电泵的种种弊端：如转换效率偏低、耗电过高、扬程受限、轴承易损、检修频繁等。广泛应用于工矿企业的供排水、农田灌溉及高原、山区供水等领域。

磁悬浮潜水电泵它以***的***技术改变了潜水电泵的制造工艺,转换效率达到令人***的新水平，创造了巨大节能降耗效益。

磁悬浮潜水电泵解决了制约世界潜水电泵领域发展的轴向力问题，潜水电泵的扬程有了突破性提高，填补了超高扬程(单机扬程设计到上千米)和超大流量(高承载)潜水电泵的市场空白；扬程、流量曲线趋于平缓。其转换效率、单机扬程均居地位。

磁悬浮潜水电泵是***潜水电泵，它实现了立轴磁悬浮(在不同工况下保持高效率)、不磨损，使用时间及检修周期延长数倍，省去频繁的定期检修工作，可连续运转数万小时，节省维修、检修费用。

磁悬浮潜水电泵通过了试验室、山东省泵类产品质量检测中心检测。试验***，磁悬浮潜水电泵的转换效率超过传统潜水电泵，用户使用情况结合实验数据及领域内对比，进一步证明其高效节能、转换效率、单机扬程及高承载、超大流量、***修、长寿命等特点!

变频器改造

三晶水泵专用变频器特点：

针对水泵恒压节能控制设计

内置PID和***的节能软件

可实现一托一分时段多点压力定时功能

高效节能，节电效果20%～60%(根据实际工况而定)

简便管理，安全保护，实现自动化控制

延长设备寿命、保护电网稳定、保减磨损、降低故障率

实现软起,制动功能

节能，可以实现节电20%-40%，能实现绿色用电。

占面积小，投入少，效***。

配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。

运行合理，是软起和软停，可以消除水锤效应，电机轴上平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，水泵寿命大大提高。

变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式二次污染，防止了很多传染疾病传染源头。

通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。

本段注意事项

1、如果水泵有任何小的故障切记不能让其工作。如果水泵轴的填料完全磨损后要及时添加，如果继续使用水泵会漏气。这样带来的直接影响是电机耗能增加进而会损坏叶轮。

2、如果水泵在使用的过程中发生强烈的震动这时一定要停下来检查下是什么原因，否则同样会对水泵造成损坏。

3、当水泵底阀漏水时，有些人会用干土填入到水泵进口管里，用水冲到底阀处，这样的做法实在不可取。因为当把干土放入到进水管里当水泵开始工作时这些干土就会进入泵内，这时就会损坏水泵叶轮和轴承，这样做缩短了水泵使用寿命。当底阀漏水时一定要拿去维修，如果很严重那就需要更换新的。

4、水泵使用后一定要注意保养，比如说当水泵用完后要把水泵里的水放干净，是能把水管卸下来然后用清水冲洗。

5、水泵上的胶带也要卸下来，然后用水冲洗干净后在光照处晾干，不要把胶带放在阴暗潮湿的地方。水泵的胶带一定不能沾上油污，更不要在胶带上涂一些带粘性的东西。

6、要仔细检查叶轮上是否有裂痕，叶轮固定在轴承上是否有松动，如果有出现裂缝和松动的现象要及时维修，如果水泵叶轮上面有泥土的也要清理干净。

7、水泵和管道的接口处一定要做好密封，因为如果有杂物进入的话都会对水泵内部造成损坏。

8、对于水泵上的轴承也是检查的重点，用完后检查轴承是否有磨损，如果水泵用的时间长的话轴承里的小滚珠会碎，所以当水泵用过后在轴承上是涂一层润滑油更好的保护水泵轴承。

解决方法

无法启动

首先应检查电源供电情况：接头连接是否牢靠；开关接触是否紧密；保险丝是否熔断；三相供电的是否缺相等。如有断路、接触不良、保险丝熔断、缺相，应查明原因并及时进行修复。其次检查是否是水泵自身的机械故障，常见的原因有：填料太紧或叶轮与泵体之间被杂物卡住而堵塞；泵轴、轴承、减漏环锈住；泵轴严重弯曲等。排除方法：放松填料，疏通引水槽；拆开泵体清除杂物、除锈；拆下泵轴校正或更换新的泵轴。

水泵发热

原因：轴承损坏；滚动轴承或托架盖间隙过小；泵轴弯曲或两轴不同心；胶带太紧；缺油或油质不好；叶轮上的平衡孔堵塞，叶轮失去平衡，增大了向一边的推力。排除方法：更换轴承；拆除后盖，在托架与轴承座之间加装垫片；调查泵轴或调整两轴的同心度；适当调松胶带紧度；加注干净的黄油，黄油占轴承内空隙的60%左右；清除平衡孔内的堵塞物。

流量不足

这是因为：动力转速不配套或皮带打滑，使转速偏低；轴流泵叶片安装角太小；扬程不足，管路太长或管路有直角弯；吸程偏高；底阀、管路及叶轮局部堵塞或叶轮缺损；出水管漏水严重。排除方法：恢复额定转速，清除皮带油垢，调整好皮带紧度；调好叶片角，降低水泵安装位置，缩短管路或改变管路的弯曲度；密封水泵漏气处，压紧填料；清除堵塞物，更换叶轮；更换减漏环，堵塞漏水处。

吸不上水

原因是泵体内有空气或进水管积气，或是底阀关闭不严灌引水不满、真空泵填料严重漏气，闸阀或拍门关闭不严。排除方法：先把水压上来，再将泵体注满水，然后开机。同时检查逆止阀是否严密，管路、接头有无漏气现象，如发现漏气，拆卸后在接头处涂上润滑油或调合漆，并拧紧螺丝。检查水泵轴的油封环，如磨损严重应更换新件。管路漏水或漏气。可能安装时螺帽拧得不紧。若渗漏不严重,可在漏气或漏水的地方涂抹水泥,或涂用沥青油拌和的水泥浆。临时性的修理可涂些湿泥或软肥皂。若在接头处漏水,则可用扳手拧紧螺帽,如漏水严重则必须重新拆装，更换有裂纹的管子；降低扬程，将水泵的管口压入水下0.5m。

剧烈震动

主要有以下几个原因：电动转子不平衡；联轴器结合不良；轴承磨损弯曲；转动部分的零件松动、破裂；管路支架不牢等原因。可分别采取调整、修理、加固、校直、更换等办法处理。

上述情况是造成水泵故障的常见原因，并不是全部原因，实践中处理故障，因实际分析，应遵循先外后里的原则，切莫盲目操作。

电动机过热

原因有四。一是电源方面的原因：电压偏高或偏低，在特定负载下，若电压变动范围应在额定值的+10%至－5%之外会造成电动机过热；电源三相电压不对称，电源三相电电压相间不平衡度超过5%，会引绕组过热；缺相运行，经验表明农用电动机被烧毁85%以上是由于缺相运行造成的，应对电动机安装缺相保护装置。二是水泵方面的原因：选用动力不配套，小马拉大车，电动机长时间过载运行，使电动机温度过高；启动过于频繁、定额为短时或断续工作制的电动机连续工作。应限制启动次数，正确选用热保护，按电动机上标定的定额使用。三是电动机本身的原因：接法错误，将△形误接成Y形，使电动机的温度迅速升高；定子绕组有相间短路、匝间短路或局部接地，轻时电动机局部过热，严重时绝缘烧坏；鼠笼转子断条或存在缺陷，电动机运行1至2小时，铁芯温度迅速上升；通风系统发生故障，应检查风扇是否损坏，旋转方向是否正确，通风孔道是否堵塞；轴承磨损、转子偏心扫膛使定转子铁心相擦发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。四是工作环境方面的原因：电动机绕组受潮或灰尘、油污等附着在绕组上，导致绝缘降低。应测量电动机的绝缘电阻并进行清扫、干燥处理；环境温度过高。当环境温度超过35℃时，进风温度高，会使电动机的温度过高，应设法改善其工作环境。如搭棚遮阳等。 注意： 因电方面的原因发生故障，应请获得专业资格证书的电工维修，一知半解的人不可盲目维修，防止人身伤害事故的发生。