理工學院
畢業設計外文資料翻譯
專業自動化
姓名劉雙彬
學號08l0802130
外文出處： procedia engineering ,
volume15 pages 436-442
附件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
附件1：外文資料翻譯譯文
基於abb變頻器的恆壓供水系統的設計
齊亞德·阿西·奧貝德，納斯里蘇萊曼和哈公尺頓
博特拉大學工程學院，電氣與電子工程部
摘要變頻器恆壓供水系統是乙個比傳統供水方式更加高效，節能的解決方案，相對傳統方式能夠節能50％以上。根據在特定的速度下，出水口和管道內水壓與電機轉速和運動頻率之間的關係這一效能,可以實現變頻調速恆壓供水。這裡介紹了恆壓供水系統中使用abb的acs510驅動器和控制器。
實際執行表明，所設計的系統，可以在誤差允許的範圍內，實現對設定的壓力進行跟蹤。假如一年工作8000小時，該系統可比閥門節流方式降低能耗54.4％。
1. 引言
無論是在生產上還是生活上，恆壓供水系統被廣泛使用。相比傳統的水塔和高水箱的方式，新的變頻恆壓供水供電系統具有裝置投資少，系統的穩定性強，自動化程度高的優勢。該幫浦是乙個典型的平方轉矩類負載，這意味著它的扭矩和速度的平方成正比，和流動速度成正比，因此功率損耗是和速度是成正比的。
當使用節流閥方式時，無論閥門開度如何，電機始終為額定轉速。假設供水系統是理想態，閥門開度為80％，在這一點上，速度為n1，功率為p。在相同的情況下，當涉及到變頻的方式，不僅降低電機額定轉速的80％，而保持閥全開能滿足供水需求。
與這一點上的功率損耗p2與p1具有下列關係，
（1）從公式（1）可以看出，與傳統供水方式相比，閥門的開度是80％，變頻控制方式損耗功率只有傳統方式的0.512倍。通常情況下，電動機的容量因留有一定的餘量而比實際需求更大，也就是說電機不能正常工作在額定狀態和速度達不到最高，即使是在用水高峰期。
變頻恆壓供水系統節能潛力巨大。本文所設計的供水系統執行了半年多，相比傳統的方式，本系統節能54.4％。
目前，形成廣泛的變頻恆壓供水系統由plc，微控制器，其他特殊控制器加逆變器這些額外的控制器不僅增加了成本，而且還系統的故障率。在本文中，我們要設計乙個恆壓供水系統，並根據實際執行結果證明，捨棄專用控制器只使用逆變器還可以實現穩定的恆壓供水，達到同樣的節能。
2. 恆壓原理
2.1、供水系統的特點
供水系統的特點如圖1所示，保持閥門開啟不變，電機速度改變，反映揚程h和流量q之間的關係。保持電機轉速不變，改變閥門的開度，反映揚程h和流量q之間的關係。在揚程和流量的變化交匯點，系統同時滿足兩者，水消耗和水供給達到平衡，從而可以穩定執行。
交叉點被稱為供水系統的工作點，用水量是根據使用者的需要隨時間變化的。因此供水系統的任務是準確控制水流，使流量與耗水量動態平衡，以確保系統穩定執行。
圖1 供水系統工作點特性，h是指供水系統的揚程，q是系統的流量。
2.2、變頻供水系統的原理
從上一節中，供水系統穩定執行壓力不變可以實現對供水流量的精確控制。當閥門開度不變，改變電機的轉速可以改變流量。電機轉速n與頻率f的關係，其中p是極對數，s為轉差率。公式（2）
（2）根據改變電機的電源頻率變化的速度，然後改變供水流量，這是變頻供水系統的原則。
3. 變頻恆壓供水系統的設計
3.1、耗水量的計算和分析
居住區用水量主要包括生活，消防用水，綠化用水和其他不確定水等幾部分組成。生活用水量是最重要的用水需求分析依據，因為生活用水佔總用水量的比例最高。根據建築學標準供水流量的計算方法——公式（3），作為流量最高時的水流量。
（3）qh是在乙個小時內，水的最大消耗量，它的單位是立方公尺/小時。qd是一天的水流量，假設住宅區有600戶居民，平均每戶3.5個人，人口總數為2100個人。
根據城市住宅標準：在日常生活中每人不應該少於230公升的供水量，在這個系統裡，我們假設每人300公升，照公式（3）所示， qd是630立方公尺。kh是小時變化係數，這意味著一天中最大小時用水量比例高於平均一小時的用水量，在我們的城市的kh可以選擇為2.
5。 t是在一天中的水的使用時間，選擇為20小時。然後可以計算出qh值是78.
75立方公尺/小時。居住最高的12層，根據每一層3.5公尺高，則揚程為48公尺的水幫浦滿足要求。
幫浦和電機的效率和系統的免稅額的綜合考慮，選擇三個45kw幫浦能滿足供水需求。
3.2、系統結構
變頻調速恆壓供水系統的原理如圖2所示。系統由控制器，執行器和檢測環節組成，形成乙個閉環控制系統。變頻器作為整個系統的控制核心，根據乙個給定的壓力和幫浦速變化頻率及幫浦轉速之間的偏差，實現精確的壓力控制。
變頻調速恆壓供水系統的主電路如圖3所示。
圖2.變頻調速恆壓供水系統示意圖。它是由逆變器，水幫浦電機和壓力表組成的閉環控制系統。
圖3 恆壓供水系統acs510主電路是系統的控制核心，它的輸出是直接到三颱電機，根據實際壓力反饋決定應該是啟動電機還是啟動變頻電機。
根據變頻器的輸出第乙個幫浦變頻啟動，當水壓不足，變頻幫浦改工頻執行，變頻啟動第二個幫浦，如果水壓壓仍不足，第二台幫浦工頻執行，變頻啟動第三幫浦。通過調整到幫浦的數量和調整水幫浦電動機速度,實現恆壓供水。該系統不使用單獨的控制器，但通過變頻器內建pid調節功能，所以在硬體配置，根據住宅區的實際用水需求，系統由乙個逆變器，三個45kw水幫浦電機，乙個遠端壓力感測器，6個交流接觸器，空氣斷路器和中間繼電器和指示燈等輔助裝置組成。
選擇abb公司的acs510，acs510-01-088a-4系列標準變頻器，系統i / o接線板如圖4所示。
fig.4變頻器i/o接線圖。該系統分為手動執行方式和自動執行方式，當系統手動執行，ai1是電機的給定速度，ai2壓力感測器反饋的實際壓力值，它是變頻器輸出頻率的重要依據。
4. 系統執行測試
4.1、出水口壓力
系統已投入執行超過半年，現在仍然執行穩定，該恆壓供水系統能夠滿足要求。圖5所示為站點觀察到一天不同時間出水口壓力的記錄曲線。從圖5可知，根據實際需求，不斷改變該系統的設定值，系統反饋值成功地實現了對設定壓力的跟蹤。
為了保護電機，減少瞬間電流衝擊，當電機加速和減速。變頻器引數的上公升和下降時間設定長為60秒。由於水流量變化的時刻和壓力值波動兩個原因，壓力設定值和實際有一些偏差，但偏差在可接受的範圍內。
圖5.實時壓力曲線，x軸表示一天的執行時間，y軸表示實際的反饋和設定壓力值，他們都滿足恆壓供水。
4.2、節能效果
系統執行半年多，約50％的時間系統工作在80％的額定轉速下，30％的時間在70％額定轉速下工作，20％時間在60％額定轉速下工作。假設系統全年8000工作小時，用單向閥控制消耗電力359兆瓦時，而使用頻率控制系統消耗電力為164兆瓦時，節約能源54.4％。
根據發出1兆瓦時電力二氧化碳排放量為0.5噸計算，變頻恆壓控制系統每年可減少二氧化碳排放量97噸。
5. 結論
系統投入使用，已超過六個月，仍能穩定執行。並能滿足乙個住宅小區的水供。通過使用變頻調速控制之前和之後的功耗比較，所設計的系統節能效果明顯，是一種有效和可行的恆壓供水計畫。
這種設計節省了目前廣泛使用的plc，以及其他特殊的控制器，但需使用內建pid頻率調整功能的變頻器，變頻器成為控制系統的控制器和驅動器，由於不使用plc或其他特殊的控制器，使系統成本降低顯著，操作更簡單，更易於維護和減少系統的故障。
plc恆壓供水
plc恆壓供水的原理 plc恆壓供水的基本工作原理是根據使用者用水量變化自動調節執行水幫浦台數和一台水幫浦轉速，使水幫浦出口壓力保持恆定。當使用者用水量小於一台水幫浦出水量是，系統根據用水量變化有一台水幫浦變頻調速執行，當用水量增加時管道系統內壓力下降，這時壓力感測器把檢測到的訊號傳送給微機控制單元...
河北恆壓供水裝置,河北恆壓供水裝置原理介紹
中崛供水 河北恆壓供水裝置介紹 河北恆壓供水裝置概述 供水系統是國民生產生活中不可缺少的重要一環。傳統供水方式占地面積大，水質易汙染，基建投資多，而最主要的缺點是水壓不能保持恆定，導致部分裝置不能正常工作。變頻調速技術是一種新型成熟的交流電機無極調速技術，它以其獨特優良的控制效能被廣泛應用於速度控制...
變頻恆壓供水方案
變頻恆壓供水方 案單位名稱 新疆雙馬供熱裝置 2015年9月 單位資質 一 工程概況 1 根據建設單位提供的工程引數 樓高24層，總用水量75.6m3 d，單位小時最大用水量9.45m3 h 水幫浦房設在地下3層，恆壓供水裝置水源採用22m3的生活水箱加壓供水 二 採用無負壓變頻恆壓供水設計及 1 ...