摘要：介紹了新型三菱變頻器FR-F700的特點(diǎn)，闡述了恒壓補(bǔ)水控制的基本原理，設(shè)計(jì)了變頻恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)的控制方案。進(jìn)行了變頻恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)的性能分析和經(jīng)濟(jì)效益分析。實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、節(jié)能。 關(guān)鍵詞 ：變頻器；恒壓補(bǔ)水；節(jié)能 冬季供暖在我國北方地區(qū)非常普遍，隨著人們生活水平的提高，用戶對供暖質(zhì)量的要求也在不斷提高。供暖系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定直接關(guān)系到熱水鍋爐的供熱質(zhì)量。要想保持供暖系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，補(bǔ)水系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定是關(guān)鍵。恒壓補(bǔ)水是指在小區(qū)供暖系統(tǒng) 中用水量發(fā)生變化時(shí)，始終保持 回水壓力不變，這樣既保證了供水能力，使系統(tǒng)管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，又使供暖質(zhì)量大大提高。 1 新型三菱變頻器 FR—F700簡介 三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的新一代 FR—F700通用變頻器最適合風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載使用。秉承FS00的優(yōu)良特性 ，操作簡單，并全面提升各種功能 ： （1）新開發(fā)的節(jié)能監(jiān)視功能讓節(jié)能效果一目了然。新增 v／F曲線 5點(diǎn)可調(diào)整功能。 （2）采用長壽命設(shè)計(jì)，維護(hù)簡單，使用安全，同時(shí)還具有最先進(jìn)的壽命診斷及預(yù)警能。 （3）內(nèi)置噪聲濾波器，并帶有浪涌電流吸收回路。 （4）新增了 RS一485端子，增加支持 Modbus—RTU（Binary）協(xié)議。 （5）反向起動(dòng)功能 ，再生制動(dòng) 回避功能，還增加 了 PIE熱電阻輸入。 （6）其功率范圍：0.75kW 630kW （三相 380V，F(xiàn)R—F740一CH系列） （7）內(nèi)置的 PID功能，使用極其方便。 2 變頻恒壓補(bǔ)水的原理及控制方案設(shè)計(jì) 2．1 變頻恒壓補(bǔ)水的原理 變頻恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)采用一個(gè)壓力變送器（輸出信號(hào)為 4—20mA）：1～ $1"水汽包中的壓力， 壓力變送器的輸 出信號(hào)作為系統(tǒng)的反饋信號(hào)。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站補(bǔ)水汽包的壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入 PID回路處理之后，送出一個(gè)水量增加或減少信號(hào)，控制水泵轉(zhuǎn)速 ，完成補(bǔ)水壓力的閉環(huán)控制 ，從而實(shí)現(xiàn)管 網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定補(bǔ)水壓力 和節(jié)約電能的目的。 2．2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)是為了滿足某小區(qū)集中供暖的供暖質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。有兩臺(tái)60kW電機(jī)作為循環(huán)泵用（一備一用），兩臺(tái)7．5kW電機(jī)作為補(bǔ)水泵用（一備一用），這里假設(shè)循環(huán)泵工作正常，經(jīng)測算和實(shí)驗(yàn)表明，一 臺(tái)7．5kW電機(jī)足以滿足補(bǔ)水的需要。現(xiàn)用一臺(tái)新型三菱變頻器 FR—F700系列的產(chǎn)品 FR—F740—7．5K—CH來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水汽包的恒壓（0．2MPa）。壓力變送器選用 YGS一3（選用0-0.4MPa量程）兩線制儀表。由于YGS一3兩線制壓力變送器本身不帶電源 ，因此 ，需要外加一 +24V電源串接到壓力變送器 回路 中。變頻器使用外部操作方式。由于要用 PID調(diào)節(jié)和4 20mA電流信號(hào)輸入，因此，需將變頻器的 RT和AU端子置為有效，連接方式如圖1所示 。 2．2．1 主回路控制方案 系統(tǒng)的主回路如圖 1所示。系統(tǒng)有手動(dòng)和 自動(dòng)兩種運(yùn) 行方式。IQF為手動(dòng)（工頻 ）回路，2QF為自動(dòng)（變頻）回路。手動(dòng)時(shí)加過載熱保護(hù)，自動(dòng)時(shí)由變頻器參數(shù)設(shè)定過流保護(hù)。 2．2．2 控制 回路控制方案 系統(tǒng)控制回路如圖2所示。當(dāng)控制方式打到手動(dòng)時(shí)，即進(jìn)人手動(dòng)運(yùn)行方式，此時(shí)可通過控制柜的按鈕 IST或2ST直接工頻啟動(dòng)任一電機(jī)。此工作方式在變頻器損壞或水泵巡檢時(shí)使用 ，這時(shí)無法使用變頻功能。 當(dāng)控制方式打到自動(dòng)時(shí) ，即進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行方式，此時(shí)通過控制柜 3ST按鈕啟動(dòng)變頻器 ，變頻器將根據(jù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓補(bǔ)水。 2．3 參數(shù)設(shè)定 變頻器的參數(shù)設(shè)定在調(diào)試過程中是十分重要的，如果參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，不能滿足生產(chǎn)的需要 ，導(dǎo)致起 、制動(dòng)失敗或工作時(shí)常跳閘，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀功率模塊 IGBT或整流橋等器件 J。三菱變頻器參數(shù)達(dá)幾百個(gè)以上，調(diào)試時(shí)，大多數(shù)參數(shù)可不變動(dòng)（按出廠值不動(dòng)即可），只要把使用時(shí)原出廠值不合適的予以重新設(shè)定就可。如外部端子操作、最高頻率、上下限頻率、起動(dòng)時(shí)間、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、PID參數(shù)等必須要調(diào)整，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)不合適時(shí)，再調(diào)整其他參數(shù)。 根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際需要，對變頻器的參數(shù)做如下設(shè)定： （1）根據(jù)用戶對運(yùn)轉(zhuǎn)指令要求，選擇外部啟停，選 Pr79=2。 · （2）根據(jù)補(bǔ)水的實(shí)際需要，設(shè)定上限頻率 Pr1=50Hz。 （3）由于加速過快時(shí)容易引起過流保護(hù)，設(shè)定加速時(shí)間Pr7=10s。 （4）停泵時(shí)宜長不宜短，快速制動(dòng)易產(chǎn)生“水錘”，設(shè)定減速時(shí)間Pr8=15s。 （5）根據(jù) 7．5l 電機(jī)額定電流的匹配 ，設(shè)定過電流保護(hù) P19=18A。 （6）由于使用 4—20mA反饋信號(hào)，設(shè)定端子4輸入選擇 Pr267=0。 （7）簡易磁通矢量控制 ，設(shè)定 Pr80=7.51。 （8）PⅢ 控制自動(dòng)切換頻率，設(shè)定 Pr127=50Hz。 （9）PⅢ 動(dòng)作選擇，設(shè)定 Pr128=21。 （10）比例帶，設(shè) Prl29=80％。 （11）PⅢ 積分時(shí)間，設(shè) Pr130=0．5s。 （12）PⅢ 目標(biāo)設(shè)定 Pr=50％。 （13）第 2功能信號(hào)（RT）的動(dòng)作選擇，設(shè)定 Pr155=0。 （14）輸入端子（1iT）功能選擇 ，設(shè)定 Pr183=14。 （15）輸入端子（AU）功能選擇，設(shè)定 Pr184=4。 3 性能分析與節(jié)能效果分析 水泵是按工頻運(yùn)行設(shè)計(jì)的，同步轉(zhuǎn)速為n=60f／p，其中磁極對數(shù) p在廠家制造出來時(shí)已經(jīng)是 固定的，只有通過改變頻率 來改變轉(zhuǎn)速 。通過變頻技術(shù)來改變補(bǔ)水泵的流量，水泵消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即 N=Kn[sup]3[/sup]，其中N為水泵消耗功率，n為水泵運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速， K為比例系數(shù)。事實(shí)證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低 20％，從而大大降低能耗，節(jié)能效率可達(dá)30％～40％。 4 結(jié)束語 恒壓補(bǔ)水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，與通過調(diào)節(jié)閥門開度控制水泵出口壓力的方式 比較 ，具有降低管道阻力、大大減少截流損失的效果。而且由于工作在變頻工況，在水泵出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。另外，因?qū)崿F(xiàn)恒壓 自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，工作正常時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無人值守，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果表明，采用這種設(shè)計(jì)方案全面提高了小區(qū)供暖補(bǔ)水系統(tǒng)的可靠性、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 參考文獻(xiàn)： [1] 戴保華，謝建凱，康國成．一種變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)[J]．武漢交通科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，24（4）：467—468 [2] 華滿香．變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．電氣時(shí)代 ，2005，（3）：95 [3] 李鳴，楊大勇，張紅星，等．基于變頻調(diào)速的恒壓供水智能控制系統(tǒng)[J]．煤礦機(jī)械，2005，（6）：93—94