变频调速泵系统性能的仿真研究

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电气自动化控制中变频调速技术研究

电气自动化控制中变频调速技术研究

电气自动化控制中变频调速技术研究目录1. 内容简述 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 国内外研究现状 (5)1.4 本文研究内容与结构 (6)2. 变频调速技术基础 (7)2.1 变频器的基本原理 (8)2.2 变频器的分类与技术特点 (9)2.3 变频调速系统的组成 (10)2.4 变频调速技术的发展趋势 (12)3. 电气自动化控制系统的需求分析 (13)3.1 控制系统的作用与要求 (14)3.2 不同行业对变频调速的需求 (15)3.3 控制系统设计原则 (16)4. 变频调速技术在电气自动化控制中的应用 (17)4.1 变频调速在电动机控制中的应用 (18)4.2 变频调速在泵和风机系统中的应用 (19)4.3 变频调速在列车控制中的应用 (20)4.4 变频调速在其他电气自动化领域的应用 (22)5. 变频调速技术的研究进展 (23)5.1 变频器控制算法的研究 (24)5.2 变频器动态性能分析 (26)5.3 变频器的可靠性与故障诊断 (27)5.4 节能技术在变频调速中的应用 (29)6. 变频调速技术的仿真与实验 (30)6.1 仿真模型的建立与验证 (32)6.2 实验平台的建设与调试 (33)6.3 仿真结果分析 (35)6.4 实验结果讨论 (36)7. 变频调速技术在电气自动化控制中的挑战与对策 (37)7.1 设计难点与挑战 (38)7.2 提高控制精度的对策 (39)7.3 实现高效稳定的对策 (40)7.4 解决方案与策略 (41)8. 结论与展望 (43)8.1 研究总结 (44)8.2 未来研究方向 (45)8.3 实际应用前景 (46)1. 内容简述随着电力系统的不断发展,电气自动化控制技术在工业生产中的应用越来越广泛。

变频调速技术作为电气自动化控制领域的重要组成部分,具有高效、节能、可靠等优点,已经成为现代工业生产的关键技术之一。

交交变频调速系统控制方法的仿真研究

交交变频调速系统控制方法的仿真研究

图 1 2.5 分 频双变 量余 弦交截 法输出 波形图
图 1 给出了全压分频的触发时刻的选择,可以
看出 触发时 刻间 隔相 同, 这是 通过优 化的 余弦 交截
法来选择的触发点,2.5 分频时理论波形的对称度和
正弦 度都较 理想 ,每 个输 出周 期循环 对称 ,第 三个
输出周期就变为 b 相正组,与第一个周期循环。因
Key words:six-pluse;ac-ac converter;s tep;the average cycle law;Simulink
1 引言
交- 交变 频调速系 统大多 采用大 容量可控 硅作为 功率元件 ,被广泛 应用在煤矿 提升机、轧钢机、电气 牵引、起重等 领域。本文采用 自然无环流 控制方式的 六脉波零 式交交变频 器,可以简化 系统、降低 成本, 在控制上 又省去了零 电流测量环节 ,直接 用触发脉冲 去控 制输 出电压 和电 流的 波形 ,这样 既节 省控 制设 备,又能提高 输出波形的 正弦度和对 称度,这为实现 连续平稳 调速提供可 能性,对 六脉波双变量 交交变频 调速应用 到工业 领域有一 定的实际 意义。
关键词 :六脉 波; 交交 变频 ;级差 ;平 均周 期法 ;仿真ac Conver ter Speed Adjustment System
Shi Xiuguang Du Qingnan (School of Electrical Engineering, He’nan Polytechnic University, Jiaozuo, He’nan 454000)
r
0
输出 频率, n为一 个周期 内包 含的电 源波头 数。
2.2 平均周期法
双变 量六脉 波交 交变 频器 的输出 频率 里除 了整

变频调速技术在水泵控制系统中的应用

变频调速技术在水泵控制系统中的应用

变频调速技术在水泵控制系统中的应用摘要水泵调频是利用调节电机输入电源频率的原理进行调节水泵流量的自动化控制技术,较先前的阀门调节而言,具有节约能源、工作效率高、噪音污染小等特点。

本文在此对变频调速技术在水泵控制中的原理和其应用效益进行了分析和论述。

关键词水泵调频;变频调速技术;水泵控制中图分类号tm921 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)52-0175-01随着社会的进步,工业技术得到了快速的发展,在大多数的工业生产、居民生活过程中,水泵得到了广泛的普及和应用。

在日常的工业生产或者是生活中,水资源的用量一般会根据实际工业、生活应用环境而定,而传统的水泵对水资源的控制基本上都是横流量控制,显然对于大多水企业或者是社区来说都存在着经济、水资源浪费现象。

随着高频电力电子技术的发展,使得电动机及其拖动负载的转速能够根据实际和工作需求的变化而变化,从而有效的降低了能源耗损,目前电频调速技术已经在工业水泵控制中得到了广泛的推广与应用。

1 变频调速原理我们通常使用的水泵电机为三相异步电机,其转速公式为: n = (1-s) ,式中n 为三相电机的转速,f 为电机电源频率,p 为电机磁极对数, s 为转差率。

通过上面的公式可以知道磁极对数、转差率、电源频率这三大因素都能影响到三相电机的转速。

通过实践工作表明,如果通过改变电机磁极对数进行调速,调速范围不太大,不能够有效的进行无极调速;如果采用电机转差率进行调速,可以有效的提高调速范围,但是在低速情况下,转差率比较大,电机的效率比较低;如果采用调节电源频率进行调速,无路是高频到低频,还是从低频到高频都能够保持有限的转差率,电机效率比较高,而且随着电机电源频率的变,化,其调速范围比较广,而且精度比较高。

在实际工作中,我们也采用交流调频技术来调节电机转动速度。

电机变频调速可以分为两种情况,一种是交流转直流,最后直流转交流进行调速,另外一种就是交流直接转交流调速,实际工作中应用比较广泛的是前者。

2006年《节能技术》全年目录索引

2006年《节能技术》全年目录索引

( 3一 l5) 9
电站离心通风机1 联运 行的经济性 比较 ……… ……… ( —18 并 3 9) ※黄金梨 的低温减压贮藏 实验研究 ……………………… ( 0 ) 3~2 1
※B P 超导腔液氦控制杜 瓦非稳态供 液过 的建模度仿真 …… E C/ 1
‘ ‘ ‘‘ ‘… ・ ‘ … … … … - … … … … … … … … … … … … … … ・・ ・・
※牛物质成 燃料燃烧没备热力特性参数测 斌 ………… ( — 2 ) 3 20 油热采注汽锅炉弱爆 炸除灰技 术应片 研究 ………… ( — 2 ) j 3 24
水 一水 【高温热泵系统 的优化设 汁 …………………… ( —27 l 1 3 2) 甘能 动疲劳循 环试聆机设汁 …………………………巾的应 川前景 ………… ( — 9 ) 4 24
※节能型钯催化加氢反应除氧器 的研究 - ……- …………-( 9 ) 4—27
公』 建筑 节能没讣 f 几个 题的探讨 ………… ……… ( — 3 ) 『 I 4 37 湍流预混燃烧 的小 火焰模 型 ………- …………………・ 4 32 ・( — 4 ) , 同秋迭 型线对压气机 叶栅 动性能影响研究 ……… ( — 4 ) 叶 ‘ 4 36 ※夏热冬冷地 区小城镇f 宅屋叫节能技术措施研 究 …… ( — 1 ) _ f = 5 45 ※变负荷运行对热泵性能系数影响的分析 ……………… ( — 1 ) 5 49 管壳式换热器换热性能 的数值模拟研究 ……………… ( — 2 ) 5 41 板翅式 全热换热器换热效 率的数值计算 ……………… ( — 2 ) 5 45
泵或风机并联运行偶合器同步i 速控制 ‘ 封 I 法研究 ……… ( — 5 1 1)

变频调速技术在水泵调节控制系统中的应用

变频调速技术在水泵调节控制系统中的应用
t m s i to uc d T e a l ai n o ai b efe e c e h i u n a r a u o to y tm ssu e i nr d e . h pp i to fv ra l rqu n y tc n q e i e lp mp c nr ls se i td— c
Ab t a t s r c :Th lc rc p we o s e e e t o rc n ump in o t r p mps a c uns f r 3 i to fwae u c o t o 0% — 5 。 0%
c s n te o ti h wae tr
a s r c rt e p o u t n s ft . s u a e f r d ci aey n o h o Ke r s y wo d :wae u t rp mp;v r b e f q e c p e e u ain;c n r ls s m ai l e u n ys e d rg lt a r o o to y t e
m kn .H w t lw rh o sm t no etc ya dt rd c ecs i tem jr aki w t c ai g o e e nu pi f l r i n uet ots h ao s a ra — oo t c o e c it oe h t n ef tr s h r c l o eg aigb aibe r u n yadsedajs n ep mpcnrl y— oi .T ep n i e f n rysvn yvr l f q ec n p e dut gi t u ot s e i p e a e i nh os
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第2 4卷 第 4期 20 06年 8月 Nhomakorabea排

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真

基金项目:福建省自然科学基金项目(2008J04016)作者简介:陈四连(1984- ),女,硕士研究生,研究方向为控制系统的控制策略;林瑞全(1971- ),男,副教授,硕士生导师,博士,研究方向为控制系统的控制策略; 丁旭玮(1987- ),男,硕士研究生,研究方向为控制系统的控制策略。

异步电动机变频调速系统的MATLAB建模与仿真摘 要:为了研究异步电动机正弦脉宽调制变频调速系统在不同频率作用下的速度响应曲线,分别利用MATLAB 软件中的SIMULINK、S-function 以及微分方程编辑器(DEE)等功能模块建立两相静止坐标系下的异步电动机仿真模型。

仿真结果表明,以上三种不同的建模方法效果是一样的,均是较为方便高效的异步电动机仿真方法。

关键词:异步电动机;正弦脉宽调制;SIMULINK 建模;S-function 建模;DEE 建模中图分类号:TM921.51 文献标识码:A 文章编号:1007-3175(2009)11-0032-04陈四连,林瑞全,丁旭玮(福州大学 电气工程与自动化学院,福建 福州 350108)CHEN Si-lian LIN Rui-quan, DING Xu-wei(College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China )Abstract: In order to study speed response curves of asynchronous motor under different frequency actions, SIMULINK in MAT-LAB ,S-function and differential equation editor(DEE) etc functional Modular were used to establish asynchronous motor simula-tion model under two-phase stationary coordinate system. Simulation results show that the effects of the above three methods for modeling are the same and they are highly effective asynchronous motor simulation methods.Key words: asynchronous motor; sinusoidal pulse width modulation; SIMULINK modeling; S-function modeling; differential equation editor modelingMATLAB Modeling and Simulation of Frequency Control System forAsynchronous Motor在变频调速系统中异步电机是一个非线性、强耦合、高阶次的控制对象,如果忽略其非线性、强耦合、高阶次的条件,近似求出线性单变量动态结构,得到的控制系统的动态性能往往不高[1-2]。

毕设论文--异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析

毕设论文--异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析

异步电动机SPWM变频调速原理与仿真分析摘要在分析SPWM原理的基础上,利用MATLAB/SIMULINK软件构造了SPWM调速系统的仿真模型并说明了规则采样法的可行性。

该模型主要利用S-函数模拟自然采样法和规则采样法的控制规则并应用电力系统工具箱构建逆变桥和电机,能够比较好的模拟真实的系统并实现变频调速的功能。

通过对仿真结果的分析,对比自然采样法和规则采样法控制性能的差异,得出了规则采样法在工程实际中应用的可行性。

关键词:SPWM,异步电机,MATLAB,仿真,规则采样法,自然采样法The Simulation and Analysis of the Fundmental Principle of Asynchronous Motor SPWM Speed AdjustingABSTRACTBase on analizing SPWM principle, the SPWM velocity modulation system's simulation model has been constructed by using the MATLAB/SIMULINK software.After analizing the results of simulation,the feasibility of the regular sample law is given out. This model mainly uses the S- function analogue natural sampling law and the regular sampling method control rule and construct inverter and machine ,this model can simulate the real system and realize the frequency conversion velocity modulation function. The simulation results is given out in this paper, though analizing the simulation results and constrasting the difference of the control performance of natural sampling law and regular sampling,the application feasibility of the regular sampling law in the project has been obtained.KEYWORDS: SPWM ,aynchronous motor,MATLAB,simulation, regular sampling law, ntural sampling law目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1交流调速系统的发展 (1)1.2交流调速系统的基本类型 (2)1.2.1 异步电动机调速系统的基本类型 (2)1.2.2 同步电动机调速的基本类型 (4)2 Siulink 仿真基础 (5)2.1 Simulink简介 (5)2.1.1 Simulink 启动 (5)2.1.2 Simulink 组成 (5)2.1.3 仿真过程 (6)2.2 Simulink 模块库简介 (6)2.3电力系统工具箱简介 (6)2.4 S-函数简介 (6)2.4.1 S-函数的基本概念 (6)2.4.2 S-函数的使用 (7)2.4.3 与S-函数相关的一些术语 (7)2.4.4 S-函数的工作原理 (8)2.4.5 编写M文件S-函数 (9)3 异步电动机变压变频调速系统 (11)3.1概述 (11)3.2变压变频调速的基本控制方式 (11)3.2.1 基频以下调速 (11)3.2.2 基频以上调速 (12)3.3异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性 (12)4 PWM控制技术 (15)4.1 正弦脉宽调制原理及其优点 (15)4.1.1 SPWM原理 (15)4.1.2 SPWM的优点 (18)4.1.3关于SPWM的开关频率 (19)4.2 同步调制和异步调制 (19)4.2.1 异步调制 (19)4.2.2 同步调制 (19)4.2.3 分段同步调制 (20)4.3 SPWM波形的生成 (20)4.3.1 自然采样法 (20)4.3.2 规则采样法 (21)5 异步电动机SPWM变频调速仿真系统的设计 (23)5.1自然采样法系统的设计 (23)5.1.1 三角波的生成 (23)5.1.2 自然采样法SPWM 脉冲的生成 (25)5.1.3 直流电源 (25)5.1.4 逆变器的设计 (25)5.1.5 系统总框图的设计 (26)5.2 规则采样法系统的设计 (26)5.2.1 规则采样法脉冲的生成 (26)5.2.2 规则采样法系统总框图的设计 (28)5.3仿真分析 (28)5.3.1 额定转速(50HZ)的波形 (29)5.3.2 性能对比分析 (30)致谢 (36)参考文献 (37)1 绪论1.1 交流调速系统的发展[1]直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。

多台泵变频调速运行方案性能仿真研究

多台泵变频调速运行方案性能仿真研究

的泵效率、 功率与背压 、 调节流量的变化规律 , 为并联 泵在各种调 节工况运行 、 控制设计提供理论 分析 , 所得结论具有普遍 意义。
关键 词 : 并联 泵 ; 变速 ; 仿 真

● ● - - - - - ● - - - ● - - - - - - - - - - 。 - - 。 - ● - - ● - - - - - - - - -
需 要 。 两 台泵变 频运 行 调节 流量 时 , 用 调节 可 以采用 一 台定速 加 一 台调速 和 两 台同 时调速 的方案 。一 台调 速 时 , 速泵 相对 效 率变 化范 围在 8 %~ 0 %, 速泵 相 定 0 10 变
对效率变化范围在 2 %~ 0%。定速泵相对功率几乎 0 10 不变 , 变速泵相对功率变化范围在 2%~ 0 %; 0 10 而实行 两 台同时 调速 时 , 调速 泵相 对效 率几 乎 不变化 。 空调二 次泵通常根据负载大小采用两台 、 三台及 以上 , 本文主 要针对三台及以上泵的调速方案性能进行模拟分析。
0 引言
随着技术的进步及工业节能 的需求 ,变频装置越 来越趋于人们能够接受的性价 比,水泵调速技术普遍 应用于给排水系统 、 泵站系统及制冷空调领域 。 照管 按
路性能的不 同, 可分为有背压系统和无背压系统 , 其数 学表达式分别为 H:H +K H:K z 。 Q和 Q ,水泵调速 因而也分为有背压调速和无背压调速系统 。例如空调
对 应 A点 : =Ho +
, a Ⅳ =Pg
/7 并 ',
求得 K ( o 。对应 P =H 一H ) / 点可得 H =H +K 2 p o Qp 。
方案 1 3中 P点轴 功率 分别 为 : ~

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统与流程

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统与流程

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统与流程
1.水泵基本参数的测定:首先需要测定水泵的基本参数,如水泵的流量特性曲线、压力特性曲线和效率特性曲线。

这些数据可以通过实验室或现场测试获得。

2.系统参数的测定:除了水泵的基本参数外,还需要测定系统参数,如管道的摩阻特性、阀门的特性等。

这些参数对于建立水泵数学模型是必要的。

3.建立动态数学模型:根据水泵的物理原理和控制理论,可以建立相应的动态数学模型。

常用的建模方法包括等效电路法、动量方程法和能量方程法等。

4.模型参数的辨识:根据实测数据,可以使用系统辨识技术来估计水泵模型中的参数。

常用的辨识方法包括最小二乘法、最大似然估计法和蒙特卡洛法等。

5.模型验证与调整:通过与实测数据的比较,可以验证建立的数学模型的准确性和适用性。

如果模型存在误差,需要进行参数调整或改进模型结构。

6.建立控制系统:在得到准确的数学模型后,可以设计控制算法来实现对水泵的调速控制。

常用的控制方法包括比例积分控制、模糊控制和自适应控制等。

7.系统仿真与优化:使用建立的数学模型和控制系统,进行系统仿真和优化,以评估控制性能和改进系统设计。

总结起来,变频调速水泵数学模型的建模方法及系统与流程主要包括
测定水泵和系统参数、建立数学模型、模型参数的辨识、模型验证和调整、控制系统的设计、系统仿真与优化等步骤。

通过这些步骤,可以建立准确
的数学模型并设计出有效的控制系统,实现对变频调速水泵的精确预测和
控制。

给水泵站变频调速技术研究

给水泵站变频调速技术研究

中图分类号: TVS 文献标识码: 八 文t 编号: 1671一7597 (2008) 0310043一 01
水泵是重要的给水设施之一, 水泵的存在和发展为城市居民生活生产 用水提供了极大的便利。但由于城市居民用水的特点及水泵本身的功耗 大. 决定了没有必要始终使水泵处于完全工作状态,因而对水泵站的变频
上产生附加的谐波转矩,包括稳定谐波转矩和脉动谐波转矩。电源谐波的
之间 R 232 接口 接。 位 责计 即 在当 流 通过 s一 c 连 上 机负 算, 确定 前 量下的 机 各
组的运行方式:下位机负责对低端电 气元件的控制和采集当前的流量信号。 对于定速泵,只有开/ 停机调节方式:对于调速泵有转速调节方式. 变频调 速系统的硬件构成方面主要分为输入/ 输出部分: 电气控制及系统结构和硬 件程序单片机的输入量有当前流量信号、 计算机优化结果流量信号由电磁 流量计检测出,通过A 57 输入单片机. 计算机的优化结果通过R 23 接口 D 4 S一2 输入单片机。 输出 部分有4台机组的起停信号、4’ 机组的输入频率信号、流 量信号。机组的起停信号通过74LS373输出,控制机组的起停。4 机组的输 0
见下图。 水泵调节方式图
非变 速调
节 节 流 调节 动 叶调节 改变泵的运行
( 二) 非正弦电源下运行的电动机的问题
1. 电动机的损耗和效率
非正弦电 源下运行的电动机,除了基波产生的正常损耗外,还将出 现 许多附加损耗,主要表现在定子铜损、转子铜损和铁损的增加,从而影响
电动机的效率。
液力偶合器的变速调节 油膜转并离合器的变速调节 电磁转差离合器的变速调节
分析,即可把谐波响应曲线相加得出非正弦 电压下总的响应 曲线。这样 电
然简便易行,但往往造成很大的能量损失。统计表明,一些在运行中需要

基于MDA的仿真系统研究与实现

基于MDA的仿真系统研究与实现

基于MDA的仿真系统研究与实现随着科学技术的快速发展,仿真技术在科学研究、工业生产、军事指挥等众多领域发挥着越来越重要的作用。

模型驱动架构(MDA)作为一种新兴的仿真技术,通过建立高保真度模型并实时模拟系统行为,为复杂系统的仿真研究提供了新的解决方案。

本文将围绕MDA的仿真系统研究与实现展开讨论,旨在深入探讨MDA的基本原理、实现方法、实验验证及其应用前景。

近年来,MDA的仿真系统研究取得了显著的进展。

在国内外学者的共同努力下,MDA的关键技术得到了进一步发展,包括模型建立、数据采集、实时处理等。

特别是在实时处理方面,研究者们致力于提高仿真系统的运行效率,以满足复杂系统仿真的需求。

MDA的仿真系统在各个领域的应用也取得了不少成果,如航空航天、无人驾驶、智能制造等。

MDA是一种基于模型驱动的仿真技术,其基本原理是通过对系统进行抽象建模,并在仿真环境中实时运行模型,以模拟系统的实际行为。

MDA的模型建立一般采用数学方程和算法描述系统的动态特性,同时通过数据采集对模型进行验证和修正。

在实时处理方面,MDA通过高效的算法和优化技术,提高仿真系统的运行效率,以满足实时性要求。

MDA的仿真系统实现需要硬件设备、软件工具和数据管理的协同支持。

在硬件设备方面,需要选择高性能的计算设备和传感器,以提高仿真系统的运行效率和实时性。

在软件工具方面,应选用MDA的专业软件,如Simulink、Modelica等,进行系统建模和仿真。

在数据管理方面,应设计高效的数据存储和访问机制,以保证仿真过程中数据的实时性和准确性。

为验证MDA的仿真系统性能和可靠性,我们进行了一系列实验。

我们选取了多个具有代表性的系统进行建模和仿真,比较了不同算法在实时性和精度方面的表现。

实验结果表明,MDA的仿真系统在实时性和精度方面均具有较好的性能。

我们对仿真系统进行了长时间运行和稳定性测试,发现系统在连续运行数小时后仍能保持稳定。

我们对仿真系统的可靠性进行了评估,发现在各种测试场景下,系统均能正确地模拟系统行为并输出正确的结果。

对供水水泵变频调速应用的探讨

对供水水泵变频调速应用的探讨

性 曲线 的调节 , 叶 轮切 削 、 泵 凋 速 . 节 能 效 果 如 水 在
方 面 , 变水泵 特性 曲线 的方 法 比改 变 管路 特性 曲 改
线 要显 著得多 _ . 2 因此 , ] 改变水 泵性 能 曲线成 为水 泵 节能的 主要 方式 . 而变 频 调 速 在 改 变水 泵 特 性 曲线
对影响调 速范围 、 能效 果的一些 主要因素进行 了分析和探讨 , 节 并指 出了变频 调速的适用范围 . 关 键 词: 供水 系统 ; 变频调速 ; 水泵特性 曲线 ; 路特征曲线 管 中国分类号 :V 3 . T 16 2 文献标识码 : A
1 供 水 系 统 的节 能 和 变 频 调 速

Байду номын сангаас
日 +s 0 Q
式 中: 0 H 为管 路静 扬 程 ; s为 管路 摩 阻 系 数 ; cQ H , 为未 知数 . 解方 程 得
管路 特 性 曲线 等 因 素 , 会 对 调 速 的范 围产 生 一 定 都
收 稿 日期 :0 5一1 20 0一1 ; 订 日期 :0 5—1 0修 20 1—2 0
^. 工 频 高 效 区 左 端 点 ; 2 工 频 高效 区 右端 点 ; 一 设 计 最 大 工 况 一 A一 曰 点 ; ;k口 通 过 A. 的 相 似 工 况 抛 物 线 ; =k口 H t 点 H 2 通 过 A 2点 的
Fb2【 e . 0) 6
文 章 编 号 :02 64 20 )1 05 一 3 10 —53 (060 — 0 2 O
对 供 水 水 泵 变频 调 速 应 用 的探 讨
谭 水 成
( 平顶 山工学院 , 河南 平顶 山 4 70 ) 60 1

变频器在水泵系统中的应用

变频器在水泵系统中的应用

变频器在水泵系统中的应用变频器是一种用于控制马达转速的电子装置,在水泵系统中有广泛的应用。

本文将重点介绍变频器在水泵系统中的应用,包括其原理、优势以及适用场景。

同时,本文将分析变频器在水泵系统中的效果,并对未来的发展进行展望。

一、原理变频器是通过改变交流电频率来调整马达转速的装置。

具体而言,变频器通过将交流电转换为直流电,然后再将其转换回交流电,并可根据需要改变输出交流电的频率,从而控制马达的转速。

这种频率调节的能力使得变频器成为水泵系统的理想控制设备。

二、优势1. 节能高效:变频器可以根据实际需求自动调整水泵的转速,从而降低能耗。

在低负荷运行时,变频器能够将水泵的转速降低,节省能源。

相比之下,传统的水泵驱动方式往往只有两种转速选择,无法实现节能效果。

2. 平稳运行:变频器能够实现平稳加速和减速,避免了水泵启动和停止时的冲击,延长了设备的使用寿命。

3. 精确控制:变频器具有精确的转速控制功能,能够根据不同的工艺要求,将水泵转速调节到最佳状态,提高系统的运行效率。

4. 减少水击:水击是由于管路系统中的压力变化引起的水流冲击。

使用变频器能够控制马达启动和停止的速度,降低水击的风险。

三、适用场景变频器在水泵系统中广泛应用于以下场景:1. 极端条件:对于一些特殊工况,如恶劣环境、高温或低温条件下的水泵运行,传统的启停方式可能会导致设备受损。

而变频器能够实现平滑启停,在极端条件下更加可靠。

2. 变动负载:某些工业生产过程中,水泵负载可能会随着生产变动而有所调整。

采用变频器可以根据实时需求调整马达转速,保持水泵系统的高效运行。

3. 多泵系统:在某些应用中,多个水泵需要同时工作以满足需求。

变频器可以在不同水泵间实现联动控制,使得水泵系统协调工作,提高整体性能。

4. 高要求工艺:在一些对水流控制要求高的工艺过程中,变频器能够根据实际需求调整马达转速,确保流量和压力的精确控制。

四、效果与展望变频器在水泵系统中的应用已经取得了显著的效果。

高性能变频调速设备在水泵系统中的应用研究

高性能变频调速设备在水泵系统中的应用研究

高性能变频调速设备在水泵系统中的应用研究水泵是工业生产中常用的设备之一,它的运行效率和稳定性对生产过程的顺利进行起着关键性的作用。

而高性能变频调速设备作为现代工业自动化控制中的重要组成部分,已经在各个行业得到广泛的应用。

本文将从高性能变频调速设备在水泵系统中的应用研究角度出发,探讨其对水泵系统性能的优化作用以及相关的技术挑战和发展趋势。

首先,高性能变频调速设备在水泵系统中的应用能够显著提高系统的运行效率和节能效果。

传统的水泵系统通常采用定速电机驱动,其输出功率通过机械装置进行调节。

这种方式存在着能量的浪费和系统运动惯量大的问题,容易导致系统能效低下。

而采用高性能变频调速设备可以根据实际工况需求动态调整电机转速和输出功率,实现精确的流量控制,从而避免了过量供水和运动惯量大的问题,提高了水泵系统的运行效率和能源利用率。

其次,高性能变频调速设备的应用还可以改善水泵系统的稳定性和可靠性。

常见的水泵系统在启动过程中存在启动电流冲击和机械震动等问题,这些问题对设备寿命和工艺稳定性造成影响。

而高性能变频调速设备可以通过软启动和电机转速平滑调整等技术手段,有效降低起动冲击和机械振动,提高水泵系统的启动稳定性。

此外,高性能变频调速设备还具备智能保护功能,可以监测水泵系统的工作状态,及时发现故障并进行报警处理,提高了整个系统的可靠性和安全性。

然而,高性能变频调速设备在水泵系统中的应用也面临一些技术挑战。

首先是技术复杂性和投资成本的考量。

高性能变频调速设备需要精确的控制策略和高速计算能力,对硬件和软件设计都提出了较高的要求。

此外,其成本较传统系统较高,对于一些中小型企业来说可能存在经济压力。

其次是对于系统集成的要求。

高性能变频调速设备需要与水泵系统紧密结合,涉及到机械传动、电气控制和自动化过程等多个领域的知识,对于系统集成的能力提出了较高的要求。

针对以上挑战,未来高性能变频调速设备在水泵系统中的应用还有一些发展趋势。

变频调速控制技术在水泵系统中的应用

变频调速控制技术在水泵系统中的应用

变频调速控制技术在水泵系统中的应用水泵是现代社会中不可或缺的设备,它广泛应用于建筑物、污水处理、农业灌溉等领域。

传统的水泵系统通常采用固定速度电机,需要根据不同的工作需求手动调节水泵的流量和压力,这种方式受到很多限制,效率低下,费用高昂。

而利用变频调速控制技术来实现水泵系统的升级和改造,不仅可以提高水泵的效率,降低能耗、减少环境污染,而且可以提供智能化的控制方式,使水泵具备更广泛的应用领域。

一、变频控制调速技术的原理和应用变频调速技术是一种通过调节电机转速来控制机器工作的一种先进技术。

其原理是将输入的电源交流电信号转化为直流电信号后,再将变频器中的先进控制电路对直流电进行变频,将变频后的交流电信号再送往电机进行控制。

在水泵系统中,变频调速技术可以根据需要调节电机转速,从而控制水泵的流量和压力。

通过变频调速技术,我们可以在水泵系统中实现以下功能:1.可实现高精度的调速控制。

变频器可以对电机的转速和输出功率进行精确的控制,从而更好地保证了水泵系统的运行效率。

2.可实现高效节能的水泵系统。

通过变频控制引入高效节能的能源管理理念,控制节能运行,降低能耗,减少能源的浪费,延长设备寿命。

3.可实现智能化的水泵控制系统。

变频调速技术可以实现水泵的自动化控制,不仅可以便于操作,而且可以确保操作的安全性和稳定性。

二、变频调速技术在水泵系统中的应用1.普通水泵的升级改造需要对水泵系统进行改造升级的,常常需要在原来基础上重新设计水泵的结构,来适应新的变频控制调速系统的应用。

首先,需要根据实际情况选用合适的电机和变频器,并进行电气配线。

然后,需要对水泵系统对原有的管路进行检查和改造,使得水泵同新的调速系统能够完美地相互配合。

这样以在投入使用之后能够呈现出一个稳定、高精度、高效的水泵系统。

2.高层建筑的冷却水泵系统建筑物中的冷却水泵系统通常采用固定速度电机,但是在不同的使用场景中,需要水泵输出的流量和压力是不尽相同的,这时用变频控制调速技术可以更好地控制水泵系统的运行。

转油站外输泵变频调速技术研究

转油站外输泵变频调速技术研究

后, 其流 量 与转速 成 正 比 , 压力 与转 速 的平方 成 正 比 , 站外输 量 与投产 初期 相差 较 大 , 与转 油站 外输 量大 幅 轴 功率 与 转 速 的立 方 成 正 比 , 转 速 下 降 2 %, 功 若 0 则 变 化相 对应 的转 油站 外输 能 力 , 开发 过程 中调 整 相 率下降到 5 . 若转速下 降 5%, 在 1 %; 2 0 则轴功率下 降到 对 滞后 , 导致 目前集 输 系统部 分转 油 站外输 能 力与液 1. 即使考 虑调 速装 置本 身 的损 耗 等 因素 , 电也 25 %, 节 量 匹配不合理 , 泵存在 “ 外输 大马拉小车 ” 的问题 。
转 油 站 外输 泵 应 用 变 频 调 速技 术 , 析 其 适 应 性 , 分 并 分 析认 为外 输 泵 变 频 调 速 后输 油 泵 出 口闸 门始 终 全 研究 其 效果 最 大 化 的方法 , 为下 步转 油 站 乃至 其 它专 开 , 任 何 截 流 损 失 , 负 荷 率 在 10 无 而 0 %的 外输 泵 运 业应 用 变频 调速 技 术提供 技 术指 导 。 行 过 程 中 , 出 口闸 门也 不是 完 全打 开 , 然 存 在 一 其 仍 定 的截 流 损 失 。
是相 当可 观的 。
采关 系 调 整 、 生产 井 套 变关 井 等 多种 因素 影 响 , 油 转
2 离心泵变频调速的原理
针 对转 油站 外输 能力 与需 求 不 匹配 的问题 , 常 通
3 转油站应用变频调速的意义
石油 化 工行业 是 国 民经 济 发展 的基 础行 业 , 同时
2 0。 Z诎 01 7 , --  ̄ , " 8q 立
也 是 耗 能 大 户 , 主要 生 产 工 艺 都 是通 过 各 种 泵 、 其 空 变 频 两 种情 况 下 的 单耗 进 行 对 比。统 计 结 果表 明, 实

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统

变频调速水泵数学模型的建模方法及系统随着现代工业的不断发展,水泵作为一种重要的流体输送设备,在各个领域中的应用越来越广泛。

为了提高水泵的效率和降低能耗,变频调速技术被广泛应用于水泵系统中。

而变频调速水泵数学模型的建模方法及系统则成为了实现水泵系统优化控制的关键。

一、变频调速水泵的数学模型水泵的数学模型是指通过数学模型表达出水泵在不同工况下的流量、扬程、效率等特性。

对于变频调速水泵,由于其转速和流量之间的关系是非线性的,因此采用传统的线性模型并不能准确地描述其特性。

为了解决这个问题,可以采用神经网络、小波神经网络、支持向量机等非线性建模方法。

以神经网络为例,可以通过将水泵的输入和输出作为神经网络的输入和输出,利用神经网络的非线性映射能力来建立水泵的数学模型。

神经网络的输入可以包括水泵的转速、电流、电压等,而输出可以包括水泵的流量、扬程、效率等。

在建立神经网络模型时,需要选择合适的网络结构和训练算法,以达到较好的建模效果。

二、变频调速水泵的控制系统变频调速水泵的控制系统是指实现水泵系统优化控制的硬件和软件系统。

其基本结构包括传感器、变频器、控制器和执行器等组成部分。

1. 传感器传感器是控制系统的核心部件之一,通过测量水泵的输入和输出信号,提供反馈信息给控制器,实现对水泵系统的实时控制。

传感器的种类包括流量传感器、压力传感器、温度传感器等。

2. 变频器变频器是变频调速水泵控制系统中的关键设备,通过改变电机的供电频率和电压来实现水泵的调速控制。

变频器的主要参数包括输入电压、输出电压、输出频率、输出电流等。

3. 控制器控制器是控制系统的核心部件之一,利用传感器提供的反馈信息来实现对水泵系统的实时控制。

控制器的种类包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。

4. 执行器执行器是控制系统的最终输出部件,通过控制水泵的启停、调速等操作来实现对水泵系统的控制。

执行器的种类包括电磁阀、液压马达、电动执行器等。

三、变频调速水泵的优化控制变频调速水泵的优化控制是指通过调整水泵的运行参数,以实现水泵系统的最优化控制。

水泵变频调速控制系统原理

水泵变频调速控制系统原理

水泵变频调速控制系统原理目前水泵掌握系统中使用变频调速技术,大部分是采纳闭环调速掌握,即自动采集外界条件的变化如压力等信号通过调整来转变变频器的频率值,以达到调速目的。

变频调速掌握系统原理框图如图所示。

通过采集供水点水压反馈至掌握器,与水压设定值比较产生的偏差经调整后输出信号至变频器实现水泵电机的变频变速运行从而获得稳定的出水水压。

系统主要由四部分组成:(1)水泵电机(2)变频调速器(3)压力传感器(4)掌握器(PID调整)系统的掌握过程为:由压力传感器将出水口压力测出,并转换成与之相对应的0-5V(或4-20mA等)标准电信号,送到掌握器与工艺所需的设定值进行比较,得出偏差。

其偏差值由调整器按预先规定的调整规律进行运算得出调整信号,该信号经过处理送到变频器,从而使变频器将输入为380V/50Hz的工频沟通电变成输出为0~380V/0~50-60Hz连续可调电压与频率的沟通电,直接供应水泵电机。

水泵电机装上变频调速器后,节能效果特别显著,经过实测,比未装变频器节省43%左右的电能,而且生产工艺稳定。

(1)节能效果特别显著,采纳变频调速技术后,提高了电机的功率因数,削减了无功功率消耗,具有明显的经济效益。

(2)采纳变频调速技术后,电机定子电流下降,电源频率下降,水泵出水压力恒定。

由于电机水泵的转速普遍下降,电机水泵运行状况明显改善,延长了设备的使用寿命,降低了设备的修理费用。

同时,由于变频器启动和调速平稳,削减了对电网的冲击。

(3)系统采纳闭环掌握,参数超调波动范围小,偏差能准时进行掌握。

变频器的加速和减速可依据工艺要求自动调整,掌握精度高。

(4)由于变频调速器具有非常灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能,提高了电机水泵运行的牢靠性。

基于分布式物理图网的变频调速系统能耗仿真方法研究

基于分布式物理图网的变频调速系统能耗仿真方法研究

基于分布式物理图网的变频调速系统能耗仿真方法研究摘要:当前,用能系统中各设备的能耗管理和节能诊断成为新兴的研究热点。

一般的建模软件仅关注系统的动态特性,而对于设备单元结构的能耗特性无法提供针对性的分析方式。

文章以在工业生产及电器设备中应用普遍的变频调速系统为研究对象,利用分布式物理图网建模方法建立数学模型,结合Simulink平台构建了模块化的设备能耗模型。

仿真结果满足能耗参数运行的理论规律。

该仿真研究方法可为能耗数据的观测和分析提供新的思路。

关键词:变频调速系统;分布式物理图网;Simulink;能耗模型中图分类号:TP15;TM32 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2015)12-01-04Research on energy consumption simulation method of variable-frequency speed control system based on distributed physical net modelingZheng Xin1,Qiu Zejing1,Xu Xianglian3,Liu Ting3,Zhang Kefei2(1. National Electrical Equipment Inspection & Engineering Efficiency Evaluation Center(Wuhan),Wuhan,Hubei 430074,China;2. School of power and mechanical engineering,Wuhan University;3. School of automation,Wuhan University of Technology)Abstract:Currently,for the equipments in the energy-using system,energy consumption management and energy-saving diagnosis are becoming the research focus. However,general modeling software only focuses on the dynamic characteristics of the system,and cannot provide the targeted way of analyzing the energy consumption of the unit structure. To solve the problem,the common used variable frequency speed control system in industrial production and electrical equipment is chosen as the research object in this paper and the method of distributed physical net modeling is used to establish the mathematical model,and the modular device model of energy consumption is built with the Simulink. The simulation results satisfy the theory of energy consumption parameters. The research can provide a new idea for the observation and analysis of energy consumption data.Key words:variable frequency speed control system;distributed physical net modeling;Simulink;energy consumption model0 引言节能减排成为设备研发的新趋势,各研究机构对能耗管理系统、能耗仿真软件、节能降耗方法等方面纷纷进行了研究。

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Simulation of the Pump’ s Efficiency and Po wer on Variable Speed Procedure
XU Guang - ying ( Engineering Institute of Zhejiang Ocean College , Zhoushan 316004 , China) Abstract :Based on the performance figure of the pump state variations ,equation groups on the variable - speed pump procedure are built . The pump efficiency and power associated with the back pressure height ratio to nominal pressure height and flow ratio to the nominal flow are simulated. Some conclusions are drawn. Key words :pump ;variable - speed ;simulation
0 . 775 734 0 . 501 872 0 . 394 96 0 . 339 903 0 . 304 969 0 . 280 58 0 . 262 5 0 . 248 526 0 . 237 387 0 . 216 335 0 . 207 016
0 . 775 74 0 . 692 305 0 . 608 103 0 . 550 009 0 . 504 075 0 . 469 682 0 . 441 968 0 . 419 042 0 . 399 687 0 . 383 084 0 . 368 655
第 24 卷 ,总第 135 期 2006 年 1 月 ,第 1 期
《 节 能 技 术 》
ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY
Vol . 24 ,Sum. No. 135 Jan. 2006 ,No. 1
变频调速泵系统性能的仿真研究
许光映
( 浙江海洋学院工程学院 ,浙江 舟山 316004)
0 . 775 741 0 . 752 998 0 . 708 695 0 . 666 958 0 . 631 489 0 . 601 427 0 . 574 015 0 . 550 89 0 . 530 505 0 . 512 374 0 . 496 118
0 . 775 742 0 . 771 017 0 . 751 613 0 . 728 467 0 . 704 959 0 . 683 035 0 . 662 733 0 . 644 099 0 . 627 053 0 . 611 465 0 . 595 121
NA = QB H0 NB NB ( 7) ,h = , N ba = , N bd = QA HA NA ND ( 5) 、 ( 6) 式 , 经过变换就有下列 这样结合 ( 4) 、 r =
3
( 1) ( 2) ( 3)
表达式 :
HD = f 1 ( a0 , a1 , a2 , a3 ) | N ba = N bd =
速系统 。 无背压调速系统的理论研究比较成熟 , 认为 泵的性能与转速有关 ; 文献 [ 1 、 2 ] 指出节能率与背 压有关 , 但都没有给出其性能参数的普遍变化情况 , 本文应用计算机仿真技术对此进行模拟分析 。
图 1 计算模型图
2 调速泵的状态参数的数学表达式
如图 1 所示 , A 点是泵最大效率点 , 也是泵的额 定工况点 , A 、 D 两点所在曲线 1 是转速为 n1 泵的性 能曲线 , 也是标准性能曲线 , 2 是转速为 n2 泵的性能 ・1 9 ・
表 2
h r = 10 % r = 20 % r = 30 % r = 40 %
点效 率 越 来 越 低 。 相对效率变化越来越慢; h = 10 % , r = 50 % ,η B = 0 . 776 , 泵效率已经等于非常接 近 , 它们是等效率点 , 但它们却不是相似工况点 , 消 耗功率与转速三次方成正比仍然不成立 , 这在后面 还有论述 。 表 1 看出对应 h = 80 % , r = 80 % ,η B = 0 . 773 。 从图 3 及表 1 可以看出 , r = 80 % 时 ,η B = 0 . 776 , 泵在 B 点效率与 A 点相等 , 且与背压无关 。 对 应任一可调流量 , 背压增加时 , 泵效率均呈下降趋 势 , 当 然 每 种 情 况 在 初 始 h = 0 时 ,η B = 0 . 775 ,η B/ η A = 1 , 但 r 越小时泵效率下降越快 , 特别 是在小背压时下降更快 , 其中 h = 0 . 5 是个分界点 , 在此后效率下降速度明显较先前慢很多 , 这个图示 说明 , 无论流量调节到什么情况 , 只要背压增加时 , 泵效率就要下降 。 3 . 3 N ba 变化情况 3 . 3 . 1 数值解结果
程求出 E 点效率 , 且 η B、 D 三点的功率为 B =η E ,A 、
表 1
h r = 0. 1 r = 0. 2 r = 0. 3 r = 0. 4
η 3. 2. 1 B 数值解结果
r = 0. 5 r = 0. 6 r = 0. 7 r = 0. 8 r = 0. 9
0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1
Q = QB
η = f 2 ( b0 , b1 , b2 , b3 ) = Σ bi ・Qi
i =0
3
( 8) ( 9) ( 10)
通用管路曲线所对应的方程为
H = H0 + KQ
2
( 1 - r2 ) ・h ・r + r3
η B
η A
对应 A 、 B 两点可写出
2 HA = H0 + KQ2 A , HB = H0 + KQB , 由上式得
0 . 775 74 0 . 776 21 0 . 776 56 0 . 776 87 0 . 777 08 0 . 777 22 0 . 777 28 0 . 777 28 0 . 777 21 0 . 777 09 0 . 776 91
3 . 2 . 2 图形说明
图 2 效率 η B 随调节流量变化情况图

曲线 , 也是调速性能曲线 , 两条曲线是平行的 。 A、 C 两点所在曲线 5 经过坐标原点的是无背压管路性能 曲线 , 同时 A 、 C 两点效率相等 ,η B 两点所 A =η C ;A 、 在的是有背压管路性能曲线 , 也即有背压管路曲线 , A 是设计工况点 , 也是最高效率点 ,B 是调速点 , 这点 是经常变化的动点 , D 点是节流调节时泵的工况点 。 在进行仿真时 , 须将泵性能曲线进行适当拟合 , 扬程 和效率采用拟合方程如下 :
1 前言
随着技术的进步及工业节能的需求 , 变频装置 越来越近于人们能够接受的性价比 , 水泵调速技术 普遍应用于给排水系统 、 泵站系统及制冷空调领域 。 按照管路性能的不同 , 可分为有背压系统和无背压 系统 , 其数学表达式分别为 H = H0 + KQ2 和 H =
KQ2 , 水泵调速因而也分为有背压调速和无背压调
HD η B HB η D
K =
HA - H0 QA
2 2
3 实例仿真及结果
311 H0 + KQ 得 :
HB =
1 -
QB QA
2
H0 +
HA QA
2
QB
2
( 5)
本文选取 4B20 离心泵作为仿真对象 , 对于 4B20 泵来说 , 经过拟合 , a0 = 24 . 4 , a1 = 0 . 076 8 , a2 = - 0 . 010 7 , a3 = 0 , b0 = 1 . 141 4 , b1 = 8 . 039 9 , b2 =
收稿日期 2005 - 10 - 29 修订稿日期 2005 - 12 - 05 作者简介 : 许光映 (1968~) ,男 ,硕士 ,副教授 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
i H = f 1 ( a0 , a1 , a2 , a3 ) = Σ a i ・Q
i =0
ρ ρ ρ gQA HA gQB HB gQD HD (6) NB = η N D = η η A B D 由于 A 点是设计工况点 , 且该点效率最高 , 对于 具体的泵是固定的且是唯一的 , 该点参数可作为参考 值 , 而 B 点是随着外界需求经常变化的 , (5) 式中 B 点 效率 η B =η C , 按照这样想法 , 引入下列无量纲量 :
0 . 775 737 0 . 777 157 0 . 777 105 0 . 775 922 0 . 773 881 0 . 771 142 0 . 767 984 0 . 764 233 0 . 760 278 0 . 756 094 0 . 751 742
0 . 775 741 0 . 776 713 0 . 777 202 0 . 777 279 0 . 776 989 0 . 776 376 0 . 775 5 0 . 774 411 0 . 773 149 0 . 771 541 0 . 769 876
摘 要 : 以性能曲线图上泵调速过程状态参数变化模型 ,建立单泵调速过程的方程组 ,用仿真 的方法模拟泵的泵效率 、 功率与背压 、 调节流量的变化规律 ,为泵在各种调节工况运行 、 控制设计提 供理论指导 ,所得结论具有一般性意义 。 关键词 : 泵 ; 变速 ; 仿真 中图分类号 : TU991162 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 6339 ( 2006) 01 - 0019 - 04
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