基于变频器的锁相环在恒压供水中的应用研究
基于变频器PID功能的恒压供水系统应用
ＰＩ Ｆｕ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｈｅＩ ｖ ｒ ｅ ｎｓａ ｔ ｅ ｓ ｒ Ｄ ｎｃ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｎ ｅ ｔ ｒＣｏ ｔ ｎ Ｐｒ ｓ ｕ ｅ Ｗ ａ ｅ ｐ ｌ ｙ ｔｍ ｔ ｒＳｕ ｐ ｙ Ｓ ｓ ｅ
ＦＵ Ｌａ ｎ
（ ｐ ｒ ｎ ｆ ｔ ｍａｉｎＥ ｇｎ ｖ ｒ ｇＥ ｕ ａｉｎ Ｘｉｘａ ｇＶｏ ａｉｎ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉ ｌ ｏ ｌｇ ， Ｄｅ ａｔ ｔ ｏ ｔ ｎ ｉｅ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ， ｎ ｉ ｃ ｔ ａ ａ ｄＴ ｃ ｎｃ ｌ ｅ ｍｅ ｏ Ａｕ ｏ ｎ ｏ ｎ ｏ ａＣ ｅ Ｘｉｘ ａ ｇ４ ３ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｉｎ ５ ０ ０ Ｃ ｉ ａ
当供水 压 力低 于设 定 压力 时 ，变频 器 就会将 运行 频率 升高 ，反
之则 降低 ，并 且可 以根据 压力变 化的快 慢进 行差 分调 节 。在 水 网用
收 稿 日期 ：２ １．８０ ０ ００ ．９ 修 回 日期 ：２ １．９０ ０ ００ —３
图 １ 恒 压 供 水 系 统 图
Ｆ ｇ １ Ｃｏ ｓａ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅｗａ ｅ ｕ ｐ ｙ ｉ ． ｎ ｔｎ ｅ ｓ ｒ ｔ ｒ ｓ ｐ ｌ ｐ ｓ ｓｅ ｄ ａ ｒ ｍ ｙ ｔ ｍ ｉｇ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｐ Ｄ ｃ ｏ ｅ —ｏ ｐ ｏ ｔｏ ｓ ｓｅ ｓｒ ｃ： Ｉ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｃ ｎ ｉ ｔ ｆ ｓ ｎ ｏ ｓ ｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｔａ ｓ ｕ ｅ ．Ｔｈ Ｐ Ｃ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｓｓｓ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｄ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ ｅ Ｌ ｏ ｔｏ ｓ
基于 变 频器 Ｐ Ｄ功 能 的恒 压供 水 系 统 应 用 Ｉ
付 岚
（ 乡市 职 业 技 术 学 院 自动 化 工 程 教 学 部 ， 河 南 新 乡 ４ ３ ０ 新 ５ ０ ０）
基于变频器PID功能的恒压供水系统的应用
变频 器运行频率 的调节主要依据水 网压 力和既定压力的高低来 完 时 ，从 １ 号到 ３ 号水 泵依 次变频 启动 运行 ，前一 台水泵 转为 工频 。 成， 水 网压力高于既定 压力 ，此时变频器将 降低 运行频率 ，水 网压 力 出现下 限信 号 时 ，从 ３ 号到 １ 号 水泵先 后停 止 ，后一 台水泵 转为变 低于 既定压力 ，此 时变频 器将提高运行频率 。水 网用水量的突然增 大 频 运 行 ； 会使变 频泵压力 的突然 变小 ，这时就需要增加 水泵 ，但此时只有一 台 （ ２ ）系统可 手动切 换或 自动换 ，但 系统中要 有过载 、联 锁等 相 水泵在 变频运行 。三 台水泵投入运行的泵数和 水泵工频 ／ 变频 的切换 应保护措施 ； 控制 ，由 Ｐ Ｌ Ｃ控制来完成 。这样水 网即可 以保证供水压 力的恒定 ，并 （ ３ ） 通常情况下 ， 为均衡水泵 的工作 时间， 应使 ３ 台泵 交替 工作 。 且可 以优先监 控系统 并节约能源。
于增加了 Ｐ Ｌ Ｃ的控制 ，为此 要相应的添 加 Ａ／ Ｄ、Ｄ／ Ａ转换器 ； （ １ ）设定值 的确定 。先要确定被调节压力 的设定值 ；
（ ４ ）外置 Ｐ Ｉ Ｄ调 节器 ，变 频器根据 其对反 馈量和 给定量 的 Ｐ Ｉ Ｄ （ ２ ）百 分数 的转换 。计算 传感器 的输 出值 与设定值 之 间的相应 运算结果对系统进行 调节 ，但此系统需添加外置 Ｐ Ｉ Ｄ 调节器 ，增加 了 关 系， 若传感器 电流 为 ２ ０ ｍ Ａ对应 Ｏ ． ５ ＭＰ ａ ， ４ ｍ Ａ 对应０ ＭＰ ａ ， 那么 Ｏ ． １ ＭＰ ａ
（ １ ）上限频率 。通常来说 ， 设定 上限频 率等于 额定频 率为最宜 ，
略低一些也可 以； （ ２ ）下 限频率 。下 限频率 设置的不 宜太低 ，因为太低 会使 水泵 水 系统优势 明显 ， 其 具有 自动化程度 高、节能、工作稳定可 靠、供 水
变频器在恒压供水系统中应用
浅谈变频器在恒压供水系统中的应用摘要：在“高产、高能、高效”的三高社会中，如何有效的提高经济效益成为企业的重中之重。
其中，提高设备技术含量，加强技术革新是重要手段之一。
本文主要阐述变频器在工厂恒压供水系统中的应用，分析了恒压供水系统的工作原理及其系统功能。
关键词：变频器恒压供水系统工作原理l 引言恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器(plc)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入cpu运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。
随着电力电子技术的发展，电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。
进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。
作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。
目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用pi 控制器，因plc不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字pid调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的crt 画面显示、故障报警及打印报表等功能。
自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。
2 组成及工作原理一般供水系统三台泵组成，每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵为一台小泵两台大泵组成，小泵为1 5kw大泵为30kw，三台泵的协调工作以满足供水需要。
变频器在恒压供水系统中的应用
变频器在恒压供水系统中的应用1 恒压供水的意义所谓恒压供水是指通过闭环控制，使供水的压力自动地保持恒定，其主要意义是：1、提高供水的质量用户用水的多少是经常变动的，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。
保持供水的压力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，从而提高了供水质量。
2、节约能源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较，节能效果十分明显。
3、起动平稳起动电流可以限制在额定电流以内，从而避免起动时对电网的冲击，对于比较大的电机，可省去降压起动的装置。
4、可以消除起动和停机时的水锤效应电机在全压下起动时，在很短的起动时间里，管道内的流量从零增大到额定流量，液体流量十分急剧的变化将在管道内产生压强过高或过低的冲击力，压力冲击管壁将产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，故称水锤效应。
采用了变频调速后，可以根据需要，设定升速时间和降速时间，使管道系统内的流量变化率减小到允许范围内，从而达到完全彻底地消除水锤效应的目的。
2 恒压供水的主电路通常在同一路供水系统中，设置两台常用泵，供水量大时开2台，供水量少时开1台。
在采用变频调速进行恒压供水时，为节省设备投资，一般采用1台变频器控制2台电机，主电路如图1所示，图中没有画出用于过载保护的热继电器。
图1 恒压供水系统主电路图控制过程为：用水少时，由变频器控制电动机M1进行恒压供水控制，当用水量逐渐增加时，M1的工作频率亦增加，当M1的工作频率达到最高工作频率50Hz，而供水压力仍达不到要求时，将M1切换到工频电源供电。
同时将变频器切换到电动机M2上，由M2进行补充供水。
当用水量逐渐减小，即使M2的工作频率已降为0Hz，而供水压力仍偏大时，则关掉由工频电源供电的M1，同时迅速升高M2的工作频率，进行恒压控制。
如果用水量恰巧在一台泵全速运行的上下波动时，将会出现供水系统频繁切换的状态，这对于变频器控制元器件及电机都是不利的。
变频器在恒压供水系统中的运用分析
变频器在恒压供水系统中的运用分析摘要：恒压供水系统中运用变频器不但能提升系统的稳定性和可靠性，而且能够起到延长水泵使用寿命、节约电能的作用。
本文首先以恒压供水需求特点展开分析，并重点介绍了基于变频器驱动技术的恒压供水系统的硬件构成及控制策略分析，最后提出了几点在恒压供水系统中变频器选择和设计的关键要点，希望为我国供水领域提供一些参考思路。
关键词：变频器；恒压供水系统；控制原理引言在我国的市政供水系统中，主要包括三种供水模式，一是直接供水、二是利用天台水池供水，三是利用泵站进行恒压供水。
其中前两种供水方式水压很不稳定，容易造成局部楼层缺水，且容易造成二次污染，卫生管理较为困难。
而恒压供水模式水压恒定，适用性强，但也具有系统负载大，耗电量高的问题。
因此，为解决恒压供水模式的不利因素，可以利用变频器驱动技术来控制水泵运行，提高系统的稳定性，降低系统用电载荷。
一、恒压供水需求特点分析近年来，随着城市化发展进程的不断推进，城市所辖面积越来越大，城市人口数量和密度也在不断增加，高层建筑也越来越多。
因此，高层建筑供水面临着更加严峻的压力，供水系统的稳定是社会安定和谐的重要保证。
对于建筑供水系统而言，最重要的一点是要保持适当的供水压力，如果压力过低，较高楼层可能会出现供水量不足或者停水问题，如果压力过高，一方面会浪费能源，另一方面也容易造成供水管路负载过大，导致水管爆裂或阀门泄露等各种问题。
所以，当前的建筑供水大多采用恒压供水工作模式。
恒压供水系统的主要功能是根据供水系统内的压力反馈来调节供水泵站的运行状态，当用水量较小时，水管内的压力值相对稳定，供水泵就需要工作在较小的负荷水平下，维持住必要的供水压力即可。
当在用水高峰期时，供水管路系统内的压力值快速下降，这时就需要加大供水水泵运行负荷，快速补充供水管线内的水压，保证供水压力稳定。
因此，供水泵的运行工况是处在较为复杂的变载荷运行工况下的，需要完善的控制系统和变频驱动设备来实现对泵站电机的平滑控制，进而维持供水系统水压基本处于恒定状态。
变频器PID控制在水厂恒压供水中的应用
变频器PID控制在水厂恒压供水中的应用摘要：随着变频调速技术的发展变频恒压供水系统已逐渐取代传统的供水系统广泛应用于高层建筑工业消防住宅小区的生活供水系统。
基于变频器内置PID闭环调节功能与PLC逻辑控制功能的恒压供水系统具有节能、自动化程度高、便于通信监控、工作稳定可靠、供水质量高的性能特点，在自来水厂、企业生产用水、农田灌溉等恒压供水系统得到了广泛的应用，具有较高的实用价值。
分析、讨论其设计方法和步骤具有一定的实践意义。
关键词：变频器PID控制；水厂恒压供水；应用1、前言近年来，变频器的应用范围越来越广阔，在恒压供水系统中应用具有PID功能的变频器，和传统的气压罐供水系统、高位水箱供水系统以及恒速泵供水系统相比，其能耗较少，具有较强的灵活性，并且供水质量更高。
在实际应用中，基于PID功能的变频器对于供水系统的阀门、泵组进行逻辑控制，实时监控供水系统的各个控制点和运行参数，为了恒压供水系统的规范化管理提供了重要技术支持。
2、恒压供水系统结构和原理据有关部门统计，目前我国大部分的水泵控制，采用传统的电力拖动方式，水泵在工频下恒速运转，水泵的能源消耗约占企业能源消耗的80%～90%。
这样，一方面造成了较大的能源浪费，另一方面容易造成“水锤效应”，使运行中的水泵平均负载率低，致使水泵本身功效下降。
而结合数字PID控制技术的恒压供水系统，可改善水泵起动性及运行特性，提高电力系统的系统效率。
一般规定城市管网的水压，只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须“提升”水压才能满足用水要求。
以前，大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备，但都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果往往是增大了水泵的轴功率和能量损耗。
用恒压供水系统控制实现了水泵电机无级调速，在用水量发生变化时，保持水压恒定，以满足用水要求，是先进、合理的节能型供水系统。
2.1结构组成恒压供水系统是指管网中水压不会随着水量的大小而发生变化，其时刻保持基本恒定，不仅可以满足建筑物中不同楼层的用水需求，而且避免了电机处于空转状态浪费大量的电能。
变频器在恒压供水方面的应用分析
电动机知识变频器在恒压供水方面的应用分析一、变频调速的特点及分析用户用水的多少是经常变动的，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。
恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。
例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。
所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
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。
在采用变频跳速进行恒压供水时，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，我公司开发GGK-A系列恒压供水控制器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多马达的系统。
三、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。
变频器在恒压供水中的应用
节 系统 的运行参数 ， 用水量发 生变化 时保持 水压 恒定 以满足用水要 求 ， 在 可降低供 水企 业生 产耗 电成本 、 提
根据 交流 电机转 速 特性 ： ： ｎ
Ｐ
生产 、 生活的供水任务 ， 有人值守 、 无人值守给水所共 计 ２８ ， ３ 个 每个 给水所基 本都独立 组成一个给水 系 统， 在如兰州、 川、 银 武南 、 嘉峪关 等大地区采用“ 工 频＋ 变频” 的运行模式 ， 在很多小站区都利用 １ 台变 频器 拖 动 ｌ台水 泵 进行 恒 压 供 水 。供 水 管 网无 论 管
（ａ ｚｏ ａ ｒ ｕｐｙｓｃｏ ，ａｚｏ ｉ ａ ｕｅｕ Ｇ ｎｕＬ ｎｈｕ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｌ ｎｈ ｕｗ ｔ ｐ ｌ ｅｔ ｎ Ｌ ｎｈｕｒ ｌ ｙＢ ｒ ，ａｓ ａｚｏ ７ ０ ５ ， ｈｎ ） ｅｓ ｉ ａｗ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒｉｌ ，ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒｌｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔｎ ｒ ｓｕ ｔｒｓ ｐ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓｉ ｔ － ｓ ｒ ｃ ： ｎｔ ８ ａ ｔ ｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔ ｈ ｏ ｏ ｙｉ ｈ ｏ ｓａ ｔ ｅ ｓ ｒ ｗａｅ ｕ ｐ ｙ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｃ ｃ ｏ ｒ ｏ ｅ ｐ ｅ ｎ ｏ
应 用 与 试 验
・ 械 研 究 与应 用 ・ ’ 机
变 频 器在 恒 压 供 水 中 的应 用
魏 孔 明
（ 州铁 路 局 兰 州供 水 段 ， 肃 兰 州 兰 甘 ７０ ５ ） ３０ ０
探索变频器在恒压供水控制系统中的应用
探索变频器在恒压供水控制系统中的应用摘要：水质和水压是现代供水企业赖以生存和发展的基本服务因素，在水质稳定的前提下，水压的服务质量和能耗是相互制约的两个对立因素。
我公司是水厂供水部门，主要供大兴新城沿线各单位生产和生活用水，由于用水的不均匀，每天供水量变化较大，目前日供水量为5万吨，变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质比等优点，在供水行业得到了广泛的应用。
本文先从变频器的工作原理、变频调速的特性、等出发，结合我厂供水的现状，介绍了变频器在恒压供水控制系统中的应用，大大提高了系统的安全性，保证了供水的稳定性，期望能够大幅度简化供水系统中的变速控制程序，实现系统整合调整后的节能减排效果。
关键词：变频器；恒压供水；系统应用一、变频调速的特性及工作原理为了达到恒压供水的节能效果，一般采用外部plc和PID控制运行指令的方式，在整合调整上运行控制技巧，达到变频器的最佳运行状态。
采用内件模块控制逻辑，简化送水系统的变速控制。
交流电动机的同步转速表达公式为：n=60f(1-s)/p式中 n-------异步电动机的转速f--------异步电动机的频率p---------电动机极对数s--------电动机转差率由公式可知，根据公式可以看到，电机转速和频率能够形成正比，可以对电机转速进行平滑地调节。
只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0~50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现调速调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
通过对电动机转速进行改变，方便恒压供水系统风量和空气燃料比的优化，可以有效保证系统的工况，降低系统的电能损耗。
在监控系统中使用变频调速技术，可以方便地实现电机软动力和自由停车，减少机泵突然高速启动带来的影响，提高功率因素，改变电动机电源质量，才能保证实际的负荷，能够达到最佳的工作状态。
其工作原理图如下：二、变频调速的恒压供水控制系统的组成由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。
变频调速恒压供水系统的锁相环同步切换控制
商 业 耐 技
锁掴
鞭王瑞 兰 潍坊学院信息 与控制工程学院
［ 摘 要］变频调速技 术极 大地改善 了供水环境和质量 ，但由于恒压 供水系统 采用多台水泵并联运行 ， 当水泵由 变频 电源向工频
电源直接 切换 时，容 易产生很大的 电流； 中击，对 电网和 电动机 的寿命均不弄 。 采用锁相环 同步切换技术可实现 两个 电源同频率 同相 １
换 过 程 设 备 运 行 平稳 。
一
．则 系统 稳 态
、
锁 相 环 的组 成 与 工 作 原 理
锁相 环 （Ｌ ）是 以消 除频 率 误差 为 目的 的反 馈控 制 电路 ．其 Ｐ Ｌ
２
Ａ
输 出信 号 的频率 跟 踪 输 入 信 号 的频 率 。 当输 出信 号 频 率 与输 入 信 号 频率 相 等 时 ，输 出 电压 和 输 入 电压 保 持 固 定 的 相 位差 值 。 锁 相
（ Ｃ 。如 图 １所示 。鉴 相 器 （Ｄ） 一 个相 位 比较 装置 将参 考 于 零 。 Ｖ ０） Ｐ 是
输 入信 号 （ 与环 路 输 出信 号 （ ， ） ｆ ）的相 位 进 行 比较 ． 出 一个 正 输 比 于两 信 号相 位 差 的 电压 信 号 “（ 。鉴 相器 的输 出信 号 经环 路 滤 ） 波 器 （ Ｌ Ｆ）滤 掉 其高 频 成分 后 得 到“（ ， ）．该 电压 作 用 于 压控 振 荡
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智 能 控制 技 术 的迅 速 发 展 ． 变频 调 速 技 术 在 供 水 领 域 得 以运 用 。
变频器在恒压供水系统中的运用
变频器在恒压供水系统中的运用摘要：在恒压供水系统中将变频器加以运用，不仅可以一整天始终维持恒定压力，同时还可按照压力的变化自动启用或者关闭备用泵，对实际供水进行有效调节，从而防止传统供水中的水锤情况产生。
本文主要分析了供水系统与变频器的特征，进而根据变频恒压供水系统硬件的构成与功能，对变频器在恒压供水系统中的具体运用做出了深入探究。
关键词：变频器；恒压供水系统；具体运用在用水量相对较大的情况下，给水厂已有供水系统通常会发生严重的供水不足现象，进而导致水压降低，以至让用户在用水方面受到很大影响。
因此，为了让用户的实际需求得到有效满足，在恒压供水系统中运用变频器，则能够让供水系统的安全性与稳定性等各个方面得到进一步提升。
一、供水系统与变频器的主要特征（一）供水系统分析随着社会的进一步发展，人口数量的逐渐增加，城市人口也呈现出逐年增多的趋势，而住宅楼的集中化、高层化发展，人均日用水量的逐步增长，导致用水高峰时期出现供水压力不足的现象，高层供水困难，低峰时期压力太高，从而使得能源浪费的情况产生。
并且，压力太高也有一定安全隐患存在，比如，容易出现爆管事故，以至让正常供水与居民用水受到直接影响。
而在目前社会科技的不断创新中，采用变频器恒压供水，则可以让居民所面临的用水问题获得有效解决。
恒压供水，能够让供水系统维持供水压力恒定，从而使供水与用水间始终处于平衡状态，也就是在用水量较多的情况下供水量充足，而在用水量较少的情况下供水量也随之下降。
通这种方式，便可以让不同用水量状况下，一直保持供水管网当中的水压基本恒定，从而使终端用水用户的实际需求得到真正满足。
（二）变频器的主要特征变频技术主要是由于交流电动机无级调速的需要而形成，变频器是将电网供应的工频（50赫兹）交流电转变为输出频率连续可调节的交流电，进而达成交流电动机平滑变速运行的相关设备。
针对交流电动机变频调速技术而言，其属于一项运用十分普遍的节能技术，能够让设备的软起动与软停止得以真正实现，这样不仅可减少对电网的冲击，并且还能让设备出现故障的概率得到有效下降，从而在很大程度上节省了电能的消费，降低了机械磨损，以至使系统的安全稳定及其长期运行均可以得到有效保障。
基于变频器的恒压供水系统研究
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其它外嗣电路 ，从而降低 了基于变频器的变频凋速控制系统的综合投 资 成本 ，具有较高的技术经济性。在供水系统 中，Ｆ于用户用水量 的时变 ｈ 特性 ，传 统的继 电器 直接控制供 水 系统缺乏根据 需水负荷动 态调节功 能 ，从而造成大量 的水资源和电能浪费 ，同时水泵电机长期处于额定运 行 ｆ ，从而降低 了整个电机拖动系统 的综合使用寿命。采用 基于变频 况 器 的恒压供水系统 可以根据用户需水量的变化动态调节电机转速 ，使整 个供水系统长期处 于输入输 平衡运 行 １ ，能够起到很好 的 能降耗 况 效果。
水 系统 的 调 节 主要 包 括 阀 ｒ调 节 和 变 频 调 速控 制 两种 变 流 量 调 节 ‘ 。 １ 式
３０ ８ Ｖ。５ Ｈｚ ０ 的市 电交流 电源 ，供电电源十分方便 ，同时 其输 ｆ 端可以 Ｈ 直接 与水泵电机 电源端 相连 ，逻 辑接线十分清 晰简单。变频器 的输出 端 电压可以根据供 水系统用户 负荷波动情况 自动调节 ，实现输 ｍ电压 ０３０ — ８ Ｖ，频率在０ ５ Ｈ 范同内的动态调节变化 ，实现水 泵电机拖 动系 —０ ｚ 统的输入 卜 ｊ 输 问的动态平衡。水泵电机 的供 电电源直接取 白变频器的 输 交 流 电源 ，其 转 速 直 接 南变 频 器 内 部ＰＤ调 节 器 等控 制 单 元 自动 转 Ｉ 换 ，即当供水 系统 中用水量增加时 ，变频器 的输 电压频率就会 自动增 大 ，从 而控 制水泵 电机转 速增加 ；相反 ， 供水 系统中用水负荷 减少 时 ， 泵电机 电源频率就会随之减小 ，转速相应降低 。相 比阀门静态变 水 流量恒压调节模式 ，变频器恒压变频调速控制系统中，水泵电机的输人 电源电 频率会随用水负荷 的降低 Ｊ 动态减小 ，从而使 电机运 电压和 ｆ ｌ ｉ
变频器在恒压供水里的应用
变频器在恒压供水里的应用变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经变频器的内置PID调节器运算后，调节输出频率，实现管网的恒压供水。
其系统组成：水泵电机是输出环节，转速由变频器控制，实现变流量恒压控制。
变频器接受PID控制器的信号对水泵进行速度控制，压力传感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，通过PID 控制器调节变频器的频率来控制水泵的转速，实现了一个闭环控制系统。
以下为富士P11系列变频器在油田恒压供水的应用实例:要求本系统两台变频器分别闭环控制1号和2号注水泵、3号注水泵为备用泵、用软启动控制起停，正常运行的注水泵如遇故障或检修，估计在一天之内即可排除故障或检修完毕，在这期间可启用备用泵.在二次控制线路上注水泵压力给定量由1---3K电位给定，而压力反馈值由压力变送器以4---20mA电流形成从IS端输入。
变频器的启动和停止由FWD、X1、COM端子组成三线式运转模式且为双工控制的逻辑启停。
PM和GND接出0-10V直流电压表以观察变频器输出频率，A、C接入闪光报警器，一旦变频器出现故障及时报警。
一次主线路380V电源经过断路器QF接入变频器R、S、T端子，U、V、W为变频器输出，接至注水泵电动机，接的时候一定要注意进出电源不能接反。
主要参数设定与调试：H03=1 恢复出厂设定值F01=3 模拟电流／电压端子（IS-GND）的电流输入设定，范围：DCO-20mAF02=2 控制端子控制F12 下限率P1 上限率F93=1 禁止变频器反向运转F11=4 选择模拟反馈的闭环控制功能F90=2 由VCI模拟电压给定F91=3 由CCI模拟电流输入4-20mAF88 比例F89 积分设置完毕后经检查确认无误，再次检查电机线及控制线连接是否正确，也确认无误后通电运行。
运行状况：该系统经过半年运行，变频器运行稳定，二台注水泵一般在40HZ左右运行，节能效果非常明显。
设备机械磨损小，噪音明显下降，自动化程度提高，劳动强度减轻，电气和机械维修量大大降低。
锁相环同步切换控制应用研究
一
１２ ４一
中国新技术新产品
对配 网信息 用 户现状 和需 求 的 了解程 度 ， 以 意 义 。 及对名 种敌 据分 门别类 加 以采 集分 析并 有效 参 考文献 利用 。 电能计 量 自动抄表 系 统 ， 能够 充分 采集 【 潘 晓君 ， 军 ． １ 】 秦 自动抄 表 技 术及 其 在 电能 计 用户 的各种 数据 信息 ，对数 据 进行 集 巾存储 量领 域 的应 用． 与仪表 ． ０ — ２ ２ ． 电测 ２ ７ ０— ５ ０ 和统一 分析 ， 于加 强 需求侧 管 理 ， 有重 要 对 具
垒
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Ｃ ｉ ａＮｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ ｈｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄＰ ｏ ｕ ｔ
工 业 技 术
锁相 环 同步切换控 制 应用研究
史 晶
（ 长春 职 业技 术 学 院 ， 林 长春 １０ ０ ） 吉 ３ ０ ０
摘 要 ： 文 阐述 了锁相 环 同步切 换技 术 ， 本 并基 于锁 相环 技 术 完成 了恒压 供水 同步拄 制 的设 计 ， 实现 变频 电源和 工 频 电源 的平稳 切 换， 最终 实现供 水 系统的恒 压控 制。 关键 词 ： 相技 术 ； 锁 锁相 环 ； ・ 叵压供 水 ； 位模 型 相
的输 出信 号发 生变 化 ，经低通 滤波 器放 大后 去改变 变 频器 输入 给定值 ，使 变频 器输 出产 滞后 、 强耦 合 、 线性 及 参数 时 变 的特 点 ， 非 难 生相应 变 化 ，直 至反 馈信 号 的频率 与给定 信 号的频 率重新 达 到相 等 ， 统重 新进入 稳 态 。 系 以利 用 有 效 的解 析 式 数 学 模 型 进 行 闭 环 控 制， 以及 多 台水泵并 联 运行 时 ， 泵 电机 由变 水 由于锁 相 系统达 到稳 态时 ，其反 馈信 号频 率 频 电源 供 电向工频 电源 供 电切换 过 程 中所产 被 锁定 到给定 信号 频率上 ， ｆ ｆ频差 为零 ， 即 ｏ￣ ＝， 生的过 电压 过电 流冲击 这 两个难 题 ，提 出 了 相 差保持 在一 个很 小 的范 围 内。此时 输 出允 采用锁 相瑶 同步控 制技 术实 现变 频 电源 和工 许 同步切 换信 号 ，变频 电源 和工 频 电源便 可 频电源的平稳切换 ； 采用模糊控制技术， 实现 实 现安全 、 平稳 地切换 。 供 水系统 的恒压 控制 。 系统 工作 时 ， 当水压 低 于给定 值 ， 模糊 在 １锁相 环 的组成 ＰＤ控 制器 作用 下 ，变频 器 输 出频率 达 到控 Ｉ 锁相 环 （ Ｌ是 以消 除频 率 误 差 为 目的 Ｐ ） Ｌ 制器 调 节 的上 限值 仍 然 不 能满 足要 求 时 ， 系 的反 馈控 制 电路 ，其 输 出信号 的频 率跟 踪输 统投 入 同步切换 控制状 态 。 时 ， 此 变频器 输 出 入信 号 的频 率 。当输 出信 号频 率 与输人 信号 电压 信号 跟踪 工频 电源信 号 ，当两 个 电源频 频率 相等 时 ，输 出 电压 和输 入 电压 保持 固定 率 相 同且 相 位 差稳 定 在一 个 较 小 的数值 ， 进 的相位 差值 。锁 相环路 由三部分组 成 ： 相器 鉴 入 锁定 状 态时 ， 集成 锁相 环 Ｃ ４４ Ｄ ０６的端 子 １ （Ｄ、 路滤 波器 ｆ 和压 控振 荡器 （ｃ ） 如 Ｐ） 环 Ｉ ） ｖ ｏ。 输 高电平 ，系 统允 许同步 切换 控制 信号 送 图 １ 所示 。 图 ２锁 相环 同步控 制 电路 原 理 图 人 Ｐ Ｃ 若 Ｐ Ｃ检 测到 这个信 号 ， 发 出切 换 Ｌ。 Ｌ 就 ４２锁相 环 的丁 作原 理 ． 控 制指令 ， 现变 频 电源与 工频 电源 安全 、 实 平 日 ｆ） ｌ ｔ ｕ ｔ ｄｆ） ｌ ｆ ） Ｊ ｃ ｔ ｎ ｝ ｆ） Ｔ 频 电源 的线 电压 经 电 压 互 感 器 降压 稳 的切换 。供 水 系统变 频运 行与 工频 运行 同 后 ， 南 ＶＦ转 换 电路 变成 频 率 为 的 脉 冲信 步切 换控 制 主 电路 电气连 接如 图 ３ 示 。系 ／ 所 号 ，变频 器输 出 的线 电压经 电压 互感 器 降压 统变 频运行 与工 频运 行 同步 切换控 制 的过程 。 后 ，南 ＶＦ转 换 电 路变 成 频 率 为 的 脉 冲信 如 图 ３ ／ 图 １锁相 环路 图的 原理 图 号 。以Ｔ 频信 号 作 为基 准 信号 ， 与变 频 器 的 当 系统 开 始变 频 运 行 时 ，Ｌ Ｐ Ｃ控制 继 电 ２ 锁相环 的相 位模 型 反 馈 输 出信 号 在 Ｃ ４ ４ Ｄ ０６的 鉴 频 鉴 相 器 巾 器 ＳＲ 动作 ，其 内部 常 开触点 Ｓ 闭合 ， Ｓ２ Ｗ 即 锁 相 环 路 的 相 位 模 型 如 图 １ 示 。其 进行 频率 与相 位 比较 ，产 生 正 比于频 率 和相 主电气 连接 图 中的 ＳＲ 闭合 ， 而使 接触 器 所 Ｓ２ 从 中，为 鉴相 器放 大倍数 ，为低通 滤 波器 传递 位差 的信 号 电压 ，此 电压 经 低通 滤波 器放 大 Ｋ ２的线 圈得 电 ， 主触 点 闭合接通 变频 器 Ｍ 其 函数 ，为压控 振荡器 传递 函数 。 后去 控制 变频器 的输 出 ，以实 现 变频 器输 出 与 电机 ， 泵 电机 Ｍ 变 频 运 行 ； 系统 进入 水 当 ｅＡｓ ｉ ） ｅ ｓ ） ｅ（ ） ｕ ∞ ｃ 日 ㈧ ｎ 相 电压信号 与工 频 电源 的相 电压 信号 同频 率 同步 锁定 状 态 满 足切 换 条 件 时 ，Ｌ Ｐ Ｃ控 制继 Ｓ 动 其 即 节—匮 叶————————————————————— ［ 五卜—匮 广 同相位 。一旦 负 载 出现波 动使 变频 器输 出 电 电器 ＳＲ１ 作 ， 内部常 开 触点 闭 合 ， 主 ００（ ） ｇ Ｌ — —— — —— —— — —— —— － —— — —— —— 压 信 号发生 变化 ，反 馈信 号 就 随之 变化 ， 它 电气 连 接 图 中 的 ＳＲ 闭 合 ，从 而使 接 触器 Ｓ１ 低通 滤波 器传递 函数 的不 同 ，将 导致 整 与给定工 频信 号 产生 频差 ， 时相 位 比较器 Ｋ 的线 圈得 电 ，主触 点 闭合工频 电 源与水 此 Ｍ１ 个 锁相环 路闭 环传 递 函数 的改变 ，从 而影 响 泵 电机接通 ， 水泵 电机 Ｍ工频 运行 。同时 ， 为 环路 的性 能 。有 源 比例积 分环 路滤 波 器具 有 了保 证 系 统 安全 运 行 ，通 过 接 触 器 Ｋ 和 Ｍ１ 低通特 性 和 比例 作用 ，其 相频 特 胜有超 前校 Ｋ ２的辅 助触点 实现 系统变 频与 工频运 行的 Ｍ 正作用 。 电气连 锁控制 。 ３ 锁相环 的性 能分析 参 考 文 献 ３１锁相环 路的稳 态误 差分 析 ． ［】 ， 祖 才， 泅 新． １ 王伟 李 秦 变频调 速 恒压供 水 系 对 于工频 电源 的频 率 扰动 ， 路动 态 在环 统． 自动化 技术 与应 用． ０ ． （ ： — ７ ２ ０ １ ２２ ２ ０ ９ ）６ 调 节过程 中 ， 系统相 位误 差就 会逐 渐减 小 ， 达 ［Ｉ 强． 自动 变频 恒 压供 水 系统的 设计 ． ２徐 全 西 到 同步锁 定状态 时 ， 稳态 相位 差趋 近 于零 。 北轻 工业 学 院学报． ０ ， １ ２ １６ ２ ０ ： ０— ０ ０ ６ ３ ． ２锁相 环路 的动态 响应 误差 分析 ｆ１ 义初 ， 豪 才 。 志 云． ３姜 王 陈 一种 基 于模 糊控 当环路 处于 锁定 状态 时 ，输 出频 率 与输 制 的恒 压供 水 系统 ．电 子技 术 应 用．０ ５１： ２ ０ ，１ 入频 率相 同 ， 两者 之间 只有一 个稳态 相差 。 在 ２１ ２ —４ 此 条件 下 ，若 输入 信 号发生 相位 或频 率 的变 化， 通过 环路 自身 的控 制作 用 ， 路输 出信 写 环 会 跟踪输 入信 号 的变化 。本 系统 锁相 环路 的 输入 信号 为工频 信号 ， 频信 号 ５ Ｈ 上下 波 工 ０ｚ 动 时产生 的频 率变化 量 可看 作是 阶跃 信 号 ：
电子论文-变频器在恒压供水系统中的应用
变频器在恒压供水系统中的应用曹彬湖南铁合金有限责任公司机电分公司摘要：本文介绍了一起变频器在工业水厂的应用，提出了变频器在改善水泵启、停性能，节约电能等方面确实有一定的长处，并谈到了安装方面的注意事项。
关键词：恒压供水、变频器、节电率1、引言湖南铁合金新水厂供应集团公司总负荷约10万KW的12台铁合金矿热电炉的循环冷却用水，泵房内装有5台水泵，其中4台泵(2~4#)的电机功率为185KW，另一台(1#)为75KW。
原启动方式为定子串电阻降压启动。
正常情况下开启两台大泵和一台小泵，但在实际运行过程中出现了以下问题：1.1由于电炉负荷变化大，易引起电压波动，曾造成交流接触器失压而使水泵停机。
1.2出口水压波动大，对管网造成冲击，常使管道多处漏水；同时，电炉的水压时高时低，冷却效果不理想。
1.3设备的维护量较大。
基于以上原因，和为了达到节能的目的，我们进行了变频器的改造项目。
2系统原理分析2．1我们采用的是恒压供水系统，原理图如下：通过使用变频器内部的PID调节器，将压力变送器的信号作为反馈信号，检测管网中的实际压力，变频器根据压力反馈信号调节水泵转速，从而达到管网压力恒定。
2．2该项目的原理框图如下：图一设备原理框图原有的工频起动装置仍旧保留，只是在此基础上增加两台变频器柜。
通过变频器和刀闸分别控制两组水泵电机(2#、3#水泵和4#、5#水泵)作工频或变频运行，1#泵则可灵活地进行手动调节。
一号机组和二号机组可互为备用，也可两台机组同时作变频运行。
这样使运行方式相当灵活，又方便了设备的检修。
2．3变频器采用成都希望森兰变频器，专为风机、水泵设计，型号SB12S200。
具有如下特点：2.3.1设计上运用独有的树状散热器、开关电源等多项专利技术，使机器性能更加优越；2.3.2电路及工艺上采用多种防护技术和新元器件，显著提高整机抗干扰能力；2.3.3精心设计的多路可编程功能输出端子和继电器输出端子；2.3.4面板增加电位器，实现输出频率的微调，更加方便用户使用；2.3.5独特的散热设计，不仅显著提高了散热效果，而且便于散热器和风机的清洗、更换。
变频技术在恒压供水系统中的应用研究的开题报告
变频技术在恒压供水系统中的应用研究的开题报告一、选题背景及意义随着工业、城市化进程的发展，城市供水、排水系统的需求不断增加。
传统的恒压供水系统存在问题，如水泵不停运行、能耗高等。
为了解决这些问题，变频技术被广泛应用于恒压供水系统中，通过对水泵的控制实现恒压供水和节能的目的。
因此，本次研究选择针对变频技术在恒压供水系统中的应用进行深入研究，旨在探究变频技术在节能、提高供水系统效率、提高供水质量等方面的应用，为城市供水系统的建设和发展提供技术支持。
二、研究现状目前，国内外已有不少关于变频技术在恒压供水系统中的应用研究。
《基于PLC的恒压供水系统的研究及设计》（2016）、《变频器在恒压供水系统中的应用研究》（2018）、《变频技术在恒压供水系统中的应用》（2020）等文献，深入研究了变频技术在提高水泵效率和降低能耗、改善水质等方面的应用效果，其中还提出了一些新的解决方案和研究思路。
三、研究内容及方法1.研究内容（1）变频技术在恒压供水系统中的原理及应用;（2）恒压供水系统中水泵变频控制策略的设计与实现;（3）变频技术在恒压供水系统中的效能评估与分析;（4）变频技术在恒压供水系统中的应用案例分析。
2.研究方法（1）理论分析法：结合文献资料对变频技术在恒压供水系统中的应用进行理论分析，深入了解其原理与实现方法;（2）实验研究法：构建恒压供水系统实验平台，对变频技术在恒压供水系统中的应用进行实验研究并对其进行性能评估;（3）案例分析法：结合实际案例进行分析，评估变频技术在恒压供水系统中的应用效果。
四、预期研究成果通过本次研究，预期得到以下研究成果：（1）变频技术在恒压供水系统中的应用原理与控制策略，为供水系统的运行提供技术支持;（2）通过实验与实际案例，研究变频技术在恒压供水系统中的应用效果并对其进行评估，为实际应用提供可靠的支持。
五、进度安排预计研究期限为10个月，具体进度安排为：第1-2个月：查阅文献、理论分析；第3-6个月：恒压供水系统实验平台的构建、实验设计与实验研究；第7-9个月：案例分析、数据分析、撰写论文；第10个月：完善论文，撰写结论。
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０（） 以工频 信 号 ｇ 为参 考 的瞬 时相位 ； ｔ是 ｏ
设 变 频器 输 出基波信 号
图 １ 锁 相 环 的基 本 结 构
（）＝ ｓ 【 ｔ ０ （） ， ｆ ｉ 。 ＋ 。 Ｊ ｎ
式 中 是 变频 器输 出基 波 的幅度 ， 般认 为是 一
１ 锁相环 的基 本原理
中图法分类号
Ｔ ４．； Ｍ３４ ６
文献标志码
Ａ
随着 国家节能减排号 召的响应 ， 变频调 速控制 应
上是 一个 由鉴 相 器 （ Ｄ） 环 路 滤波 器 （ Ｆ 和压 控 Ｐ 、 Ｌ）
用到各个场合 ， 城市 供水 方 面 ， 在 变频 器 对 节能 的 贡
献引人瞩 目。这就需要一 台变频器驱 动多 台水泵 ， 电
第１ １卷
第１ ８期
２１ ０ １年 ６ 月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． １ Ｎｏ １ Ｊ ｎ ０ ｌ １ １ ．８ ｕ ｅ２ １
ｌ ７ — １ １ （ ０ １ １ — ２ １０ ６ １ ８ ５ ２ １ ） ８４ １ －４
Ｓ ｉｎｃ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｃｅ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ Ｅｎｇｎｅ ｒｎｇ ｉ ｅｉ
于 通 用 变 频器 模 型 的 锁 相 环在 电机 同步 切换 中的 应 用 技 术 。 首 先 介 绍 了锁 相 环 路 的 基 本 原 理 、 析 动 态 过 程 ， 其 三个 组 成 分 对 部 分建 立模 型 ， 导 出传 递 函数 。 最 后 进 行 了仿 真 ， 证 了系 统 有 较 好 的 追 踪 性 。 推 验 关 键 词 变 频器 锁 相 环 同 步 切 换 恒 压 供 水
。ｎ ０（） ０（） ， ｓ ［ ｔ 一 ２ｔ］ ｉ
信号 瞬时相 位可 以写为
（）＋０（）＝ （）＋（ 一 。 ｔ ｔ ２ ｔ ｔ 。 ｔ 。 ∞ ） ＋０（ ）（ ）
振荡 器三 个基本 部 件 构 成 的 负反 馈 ， 本 构 成如 图 基 １ 示 。鉴相 器 Ｐ 所 Ｄ把 输入 信号 的相 位 与 Ｖ Ｏ信 号 Ｃ 的相 位进 行 比较 ， 产生 一 个 正 比于两 个 信 号 之差 的 误差 信号 ０ （ ） 该 信 号 经 过 低 通 滤 波 器 消 除高 频 ｔ ，
⑥
２ １ Ｓ ｉＴｃ． ｎｎ ． ０ ｅ ｅｈ Ｅ ｇｇ １ ．
机 电技 术
基 于 变 频 器 的 锁 相环 在恒 压 供水 中 的应 用研 究
刘 杰 庞 科 旺
（ 苏 科技 大学 电子 信 息 学 院 ， 江 ２ ２ ０ １ 江 镇 １０ ３ ）
摘
要 变 频 调 速 恒 压 供 水 已得 到 广 泛 应 用 ， 变 频 转 工 频 切 换 时 产 生 的 大 电流 对 水 泵 和 管 网有 不 小 冲 击 。介 绍 了 一种 基 但
（ 一 ） ＋０（ ）一 。 ｔ ｔ 。 ０ （） （） １
÷
ｓ［ （ 一 ｆ 。 ｉ ０ ￡ （ ］ ｎ ） ）
经 低通 滤波 器消 除 ２ 成分 后 得到误 差 电压
式 （ ） ， 了便于 比较 ， 要 统 一参 考 相位 。输 人 １中 为 需
Ｍ（） ÷Ｋ ｄ￡ ＝
２ １ 年 ３月 ４日收到 ， ０１ ３月 １ 修改 ０１ ３ 第一作者简介 ： 刘 杰， 江苏科 技大学 电子信 息学 院硕士研 究 生
位 ０（ ） ｔ 跟踪 输入 信号 “（ ） ｔ 的相位 ０（） ｔ 。
研 究 方 向 ： 舶 电力 电 子 自动装 置 ， 业 自动 化 装 置 。 船 工
分量 和噪 声之后 ， 到控 制 电压 Ｉ （） 控 制 电压 得 ｔ ｔ，
机 的平稳切换 是 成 为 电机 切换 成 功 的关 键 。 目前存
在 的电动机 切换方 式 有冷 切换 和 热切 换 。冷 切 换对
变频器瞬 时断 电通 电 ， 免 对 电 网和管 网产生 冲 击 ， 难 比较先进 的方法 是热切换 即同步切换 ， 种控 制方式 这 是 电机在变频器 的驱动下运行 到工频后 ， 再使变 频器
锁 相环 路 … （ Ｌ ） 一 个 相 位 跟 踪 系 统 ， 质 ＰＬ 是 本
常数 ；
∞ （） 是变 频器 输 出基 波 的频率 ， 是受 控变 量 ； ０ （ ） 以 变 频 器 输 出基 波 频 率 ∞ （ ） 参 考 。ｔ是 。 ｆ为 的 瞬时相 位 ， 受控 变量 ； 是 那 么 锁相环 的 目标 就是 使 输 出信号 ｕ （ ） ｆ 的相
科
学
技
术
与
工
程
１ １卷
ＵＣＳ（ ０（） ＝ １ ｏＯ［ 。＋ ２ ］ ． ０
２ 建立锁相环的动态 方程
ｘ ｉ［ 。＋ １ ） （） ＋ ｓ ￣ ｔ （ ＋ ］ ｎ ｔ 令输 入输 出信号 的相 位差 为 ： ０（ ）＝［ ｔ ｔ （ （ ）＋０（ ） ｏ 。 ｔ ］一［ （ ）＋０ （ ） 。 ｔ 。 ｔ ］＝
（） ｔ输入 压 控振荡 器上 使之 产生 频率 偏移 ， 来跟踪 输
入 信号 ， 输 入 信 号 为 固定 频 率 ， 若 在 ， ｔ 的作 用 （） 下 ， 出角 频 率 向输 入 角 频 率 靠 拢 ， 旦 达 到 两 者 输 一
相等 ， 环路 就能稳 定下 来 ， 达到 锁定状 态 。 设输 入信 号 Ｍ（ ）＝Ｕｓ ［ ＋０（ ） 。 ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｔ ］ ｉ ｏ 式 中 是 工频信 号 的 幅度 ， 般认 为是 常数 ； 一 ｏ ｇ 是工 频信 号 的频 率 ， 一般认 为是 常数 ；
输 出电源与工频 电源相位一致 ， 实现 电源 同频 同 最后
相 切换 。要实现 同步切换 就要 采 用 锁 相技 术 。本 文
提 出通用 变频 器作 为 锁 相 环 中 的压 控 振 荡 器 ， 立 建 锁相 环模 型 ， 析 了 其 动态 方 程 ， 进 行 了仿 真 ， 分 并 证 明了该 系统有 很好 的相 位追踪 性 。