█ 引言
音樂噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產(chǎn)生不同形狀、不同色彩、配合音樂節(jié)奏而構(gòu)成的綜合水景。音樂噴泉的聲、光、色、形俱美,常常用作風(fēng)景園林的主景。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們越來越注重環(huán)境的改善和美化、音樂噴泉在小區(qū)、公園、休閑廣場得到了廣泛的應(yīng)用。音樂噴泉的控制系統(tǒng)是音樂噴泉設(shè)計的核心。下面的INVT-CHE系列變頻器在珠海某廣場的應(yīng)用為例,闡述音樂噴泉的變頻控制。
█ 噴泉控制系統(tǒng)的構(gòu)成
音樂噴泉控制系統(tǒng)主要由音頻控制信號、變頻器、水泵、多功能閥、萬向噴頭及水管組成。噴泉水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)、實現(xiàn)水泵的無級調(diào)速,能根據(jù)音頻信號的強弱隨時調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。多功能閥和萬向噴頭由噴泉專用控制器控制,可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。我們利用音樂的音頻信號對變頻器進(jìn)行控制,音樂的音頻信號本身是一個功率很小的交流電壓信號,經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓 可以輸出一個相對應(yīng)的直流電壓信號,相對來講該信號很微弱,再經(jīng)過對該信號進(jìn)行功率放大,可以輸出0~5V的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號,即可以實現(xiàn)音頻信號對變頻器的控制,即對水泵浪花的控制,從而實現(xiàn)音樂對噴泉浪花的控制??刂葡到y(tǒng)流程圖如下圖所示:
█ INVT-CHE變頻器的介紹
CHE系列變頻器是英威騰電氣股份有限公司推出的經(jīng)濟型矢量變頻器。CHE無PG矢量量型變頻器采用先進(jìn)的磁通算法具有以下特點:
1、起動轉(zhuǎn)矩大0.5Hz/150%(SVC)
2、過載能力強150%額定電流60S;180%額定電流10S
3、調(diào)速范圍寬 1:100
4、穩(wěn)速精度高 ±0.5%最高速度
5、動態(tài)響應(yīng)快 <20mS
6、加減速特性優(yōu)良 0.1S(最短)
CHE優(yōu)良的加減速特性能配合負(fù)載水泵實現(xiàn)最短時間內(nèi)平穩(wěn)的加減速;CHE快速的動態(tài)響應(yīng)能及時檢測再生功率,實現(xiàn)無跳閘的自動加減速過程,能伴隨著音頻信號的變化、瞬間改變變頻器的輸出頻率、從而改變噴泉水柱的波形,使水柱波形和音頻信號實現(xiàn)了同步、不失真。
█ CHE參數(shù)設(shè)置和調(diào)試
變頻器的電氣接線圖如下圖所示:
█ 調(diào)試注意事項:
1、音頻信號干擾問題
從變頻器的工作原理知道,當(dāng)變頻器運行時其輸入輸出側(cè)會產(chǎn)生高次諧波,此諧波信號通過傳導(dǎo)、輻射、耦合等方式對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。音樂噴泉系統(tǒng)中諧波干擾會經(jīng)過音頻放大系統(tǒng)放大后形成刺耳的噪聲并影響音樂的播放。
調(diào)試時遇到這種情況采取以下措施:
(1)降低變頻器的載波頻率;
(2)變頻器可靠接地、接地線采用線徑較粗的線,并且接地點與變頻器距離要盡量短;
(3)變頻器的輸入輸出動力線盡量遠(yuǎn)離音頻信號線和控制線,不要將動力線和控制線走在同一個線槽中;
(4)音頻信號系統(tǒng)的電源盡可能與變頻器的供電電源隔離等。
2、變頻器的跳保護(hù)問題
噴泉水泵隨音頻信號的強弱隨時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,這就要求變頻器響應(yīng)速度快。在調(diào)節(jié)變頻器的參數(shù)時加減速時間應(yīng)盡量短,但加減速時間過短容易出現(xiàn)過流保護(hù),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況設(shè)置合適的加減速時間。為了降低音頻調(diào)頻信號干擾,模擬量AI1需適當(dāng)設(shè)置濾波時間。CHE系列變頻器具有故障自動復(fù)位功能。為了避免干擾信號引起變頻器的故障,在調(diào)試時可將此功能打開。
█ 結(jié)束語
INVT-CHE在珠海某廣場項目的成功應(yīng)用為音樂噴泉控制行業(yè)提供了一個應(yīng)用的典范。事實證明,INVT-CHE優(yōu)良的控制特性完全能夠滿足音樂噴泉瞬時同步的控制需要、使水柱伴隨著音頻信號的變化而變化,在節(jié)能的同時給人帶來了夢幻般美妙的感受。
█ 參考文獻(xiàn)
1.《CHE系列矢量變頻器說明書》 英威騰電氣股份有限公司 2006
2.《園林工程建設(shè)概論》 化學(xué)工業(yè)出版社出版 2005