新时达-step iAStar 变频器在水厂的应用

变频器特点
与其他品牌相比，iAStar专用变频器具有如下特点:
        降低电机启动电流和配电容量，避免增容投资。在电网上直接启动电动机，其容量不得大于电网容量的15～20%，选用iAStar专用变频器后可把变压器的容量下降至传统驱动方式时的40～50%;
        降低启动机械应力，减小直接起动带来的机械冲力和因冲力而引起传动机械的磨损，延长电机及相关设备的寿命;
        全数字开放式操作显示键盘和屏幕，操作简便灵活，便于故障诊断，启动参数可视负载调整，以达到最佳 启动效果。备有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制;
        软起动、软停车，能根据需要对电机调速，集各种保护(如过热保护、欠压保护等)、自诊断功能，易于改善工艺、保护设备;
        高度集成的微处理器控制系统，集成式PID控制器，采用磁通矢量控制方式，内建精确电机模型，能为电机提供高精度的速度控制和转矩，支持多种通讯方案，性能可靠。

系统原理
        iAStar专用变频器是电机变频调速的执行者，其转速方程式为如下，只要改变f，就可实现n的变化而达到无极调速的目的。

n=60f(1-s)/p
式中，f—电源频率;     p—电机极对数;
      s—电机转差率;   n—电机转速。

        该水厂的恒压供水系统工作原理如附图所示，测量元件选用E+H公司的压力传感器，Ui为恒定供水压力设定值，供水压力U作为输出量，构成闭环控制系统。在生产中，当进入小流量区域后，系统进入休眠状态;而当通过PLC采集回来的供水压力U与给定值Ui的差值DU达到一定值时，会自动唤醒系统工作，变频器通过改变电源频率控制水泵机组的转速，直至接近供水压力U的给定值Ui。这样，不但避免了启动大电流的冲击，而且不管系统供水流量大小如何变化，供水的压力U始终维持在给定(压力)值Ui的附近。

附图    恒压供水系统工作原理框图

系统应用效果
        据统计，使用了变频器后，节能效果达20%左右，供水波动度有效的控制在±20Pa，电机的功率因数为0.97，减少了无功补偿装置;有效避免突然启动对管网和阀门及其它供水设备的冲击，同样避免了突然停泵时的水锤效应，提高了供水水质;另一方面，由于能根据负载调节机组的转速，更好地降低能耗，相应的延长了管网、水泵零部件，特别是密封件的寿命，较好地解决用水高峰压力不足而用水低谷时压力过剩的矛盾，降低了值班人员的劳动强度。
        另外，iAStar专用变频器支持多种通讯方案，包括Modbus、Modbus Plus、FIPIO、 Uni-Telway、Interbus-S、AS-I、TCP/IP，可与各种PLC通讯，方便组成自动化控制网络。考虑网络的整体性与资金，该厂采用了Modbus通讯卡与PLC通讯，PLC与上位机用以太网连接，变频器的各个数据都实时送到上位机，便于监控;同时，通过上位机能进行PID参数整定、报表打印、电量核算等， 充分体现了系统的开放性。根据生产需要，在iAStar专用变频器里设定了欠压、过载、过热、缺相等保护停机;并且在变频器前安装了线路电抗器，减少了谐波电流的影响，增强了系统的抗干扰能力。

安装及运行的经验
(1) 为了更好地保护各电子元器件，安装地点应通风良好，避免安装在高温、高湿度有粉尘不清洁以及有腐蚀气体的环境中。
(2) 初次使用先通电到变频器一段时间让其风干一下，避免变频器在存储、运输过程中受潮而影响工作。
(3) 安装完毕，要检查清楚，把细短线、铜屑、铁屑，清理干净;并且要注意检查系统接地良好，以免系统受干扰，出现不必要的故障。
(4) iAStar专用变频器是电子装置，内含电子元件及电解电容等，温度对其寿命影响较大。定期清洗或替换安装于机罩内的过滤网和清扫柜体内外的灰尘，保证空气畅顺，不但可以降低变频器运行温度，延长变频器的使用寿命，而且稳定性能也有所提高。
(5) 定期检查端子、模块的连接，确保接触良好。
(6) 加强巡视，认真记录每一次故障，查明故障原因后方能通电。