摘要：介紹了新型三菱變頻器FR-F700的特點，闡述了恒壓補水控制的基本原理，設計了變頻恒壓補水系統(tǒng)的控制方案。進行了變頻恒壓補水系統(tǒng)的性能分析和經(jīng)濟效益分析。實際運行表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠、節(jié)能。 關鍵詞 ：變頻器；恒壓補水；節(jié)能 冬季供暖在我國北方地區(qū)非常普遍，隨著人們生活水平的提高，用戶對供暖質量的要求也在不斷提高。供暖系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定直接關系到熱水鍋爐的供熱質量。要想保持供暖系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，補水系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定是關鍵。恒壓補水是指在小區(qū)供暖系統(tǒng) 中用水量發(fā)生變化時，始終保持 回水壓力不變，這樣既保證了供水能力，使系統(tǒng)管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，又使供暖質量大大提高。 1 新型三菱變頻器 FR—F700簡介 三菱電機公司生產(chǎn)的新一代 FR—F700通用變頻器最適合風機、泵類負載使用。秉承FS00的優(yōu)良特性 ，操作簡單，并全面提升各種功能 ： （1）新開發(fā)的節(jié)能監(jiān)視功能讓節(jié)能效果一目了然。新增 v／F曲線 5點可調整功能。 （2）采用長壽命設計，維護簡單，使用安全，同時還具有最先進的壽命診斷及預警能。 （3）內置噪聲濾波器，并帶有浪涌電流吸收回路。 （4）新增了 RS一485端子，增加支持 Modbus—RTU（Binary）協(xié)議。 （5）反向起動功能 ，再生制動 回避功能，還增加 了 PIE熱電阻輸入。 （6）其功率范圍：0.75kW 630kW （三相 380V，F(xiàn)R—F740一CH系列） （7）內置的 PID功能，使用極其方便。 2 變頻恒壓補水的原理及控制方案設計 2．1 變頻恒壓補水的原理 變頻恒壓補水系統(tǒng)采用一個壓力變送器（輸出信號為 4—20mA）：1～ $1"水汽包中的壓力， 壓力變送器的輸 出信號作為系統(tǒng)的反饋信號。系統(tǒng)的控制目標是泵站補水汽包的壓力，系統(tǒng)設定的給水壓力值與反饋的壓力實際值進行比較，其差值輸入 PID回路處理之后，送出一個水量增加或減少信號，控制水泵轉速 ，完成補水壓力的閉環(huán)控制 ，從而實現(xiàn)管 網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定補水壓力 和節(jié)約電能的目的。 2．2 系統(tǒng)方案設計 該系統(tǒng)是為了滿足某小區(qū)集中供暖的供暖質量而設計的。有兩臺60kW電機作為循環(huán)泵用（一備一用），兩臺7．5kW電機作為補水泵用（一備一用），這里假設循環(huán)泵工作正常，經(jīng)測算和實驗表明，一 臺7．5kW電機足以滿足補水的需要?，F(xiàn)用一臺新型三菱變頻器 FR—F700系列的產(chǎn)品 FR—F740—7．5K—CH來實現(xiàn)補水汽包的恒壓（0．2MPa）。壓力變送器選用 YGS一3（選用0-0.4MPa量程）兩線制儀表。由于YGS一3兩線制壓力變送器本身不帶電源 ，因此 ，需要外加一 +24V電源串接到壓力變送器 回路 中。變頻器使用外部操作方式。由于要用 PID調節(jié)和4 20mA電流信號輸入，因此，需將變頻器的 RT和AU端子置為有效，連接方式如圖1所示 。 2．2．1 主回路控制方案 系統(tǒng)的主回路如圖 1所示。系統(tǒng)有手動和 自動兩種運 行方式。IQF為手動（工頻 ）回路，2QF為自動（變頻）回路。手動時加過載熱保護，自動時由變頻器參數(shù)設定過流保護。 2．2．2 控制 回路控制方案 系統(tǒng)控制回路如圖2所示。當控制方式打到手動時，即進人手動運行方式，此時可通過控制柜的按鈕 IST或2ST直接工頻啟動任一電機。此工作方式在變頻器損壞或水泵巡檢時使用 ，這時無法使用變頻功能。 當控制方式打到自動時 ，即進入自動運行方式，此時通過控制柜 3ST按鈕啟動變頻器 ，變頻器將根據(jù)設定實現(xiàn)自動恒壓補水。 2．3 參數(shù)設定 變頻器的參數(shù)設定在調試過程中是十分重要的，如果參數(shù)設定不當，不能滿足生產(chǎn)的需要 ，導致起 、制動失敗或工作時常跳閘，嚴重時會燒毀功率模塊 IGBT或整流橋等器件 J。三菱變頻器參數(shù)達幾百個以上，調試時，大多數(shù)參數(shù)可不變動（按出廠值不動即可），只要把使用時原出廠值不合適的予以重新設定就可。如外部端子操作、最高頻率、上下限頻率、起動時間、過流保護、過壓保護、PID參數(shù)等必須要調整，當運轉不合適時，再調整其他參數(shù)。 根據(jù)該系統(tǒng)的實際需要，對變頻器的參數(shù)做如下設定： （1）根據(jù)用戶對運轉指令要求，選擇外部啟停，選 Pr79=2。 · （2）根據(jù)補水的實際需要，設定上限頻率 Pr1=50Hz。 （3）由于加速過快時容易引起過流保護，設定加速時間Pr7=10s。 （4）停泵時宜長不宜短，快速制動易產(chǎn)生“水錘”，設定減速時間Pr8=15s。 （5）根據(jù) 7．5l 電機額定電流的匹配 ，設定過電流保護 P19=18A。 （6）由于使用 4—20mA反饋信號，設定端子4輸入選擇 Pr267=0。 （7）簡易磁通矢量控制 ，設定 Pr80=7.51。 （8）PⅢ 控制自動切換頻率，設定 Pr127=50Hz。 （9）PⅢ 動作選擇，設定 Pr128=21。 （10）比例帶，設 Prl29=80％。 （11）PⅢ 積分時間，設 Pr130=0．5s。 （12）PⅢ 目標設定 Pr=50％。 （13）第 2功能信號（RT）的動作選擇，設定 Pr155=0。 （14）輸入端子（1iT）功能選擇 ，設定 Pr183=14。 （15）輸入端子（AU）功能選擇，設定 Pr184=4。 3 性能分析與節(jié)能效果分析 水泵是按工頻運行設計的，同步轉速為n=60f／p，其中磁極對數(shù) p在廠家制造出來時已經(jīng)是 固定的，只有通過改變頻率 來改變轉速 。通過變頻技術來改變補水泵的流量，水泵消耗功率與轉速的三次方成正比，即 N=Kn[sup]3[/sup]，其中N為水泵消耗功率，n為水泵運行時的轉速， K為比例系數(shù)。事實證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低 20％，從而大大降低能耗，節(jié)能效率可達30％～40％。 4 結束語 恒壓補水技術因采用變頻器改變電動機電源頻率，與通過調節(jié)閥門開度控制水泵出口壓力的方式 比較 ，具有降低管道阻力、大大減少截流損失的效果。而且由于工作在變頻工況，在水泵出口流量小于額定流量時，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。另外，因實現(xiàn)恒壓 自動控制，不需要操作人員頻繁操作，工作正常時，可實現(xiàn)無人值守，降低了人員的勞動強度，節(jié)省了人力。該系統(tǒng)的實際運行效果表明，采用這種設計方案全面提高了小區(qū)供暖補水系統(tǒng)的可靠性、動態(tài)性能指標和經(jīng)濟技術指標。 參考文獻： [1] 戴保華，謝建凱，康國成．一種變頻調速恒壓供水技術[J]．武漢交通科技大學學報，2000，24（4）：467—468 [2] 華滿香．變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[J]．電氣時代 ，2005，（3）：95 [3] 李鳴，楊大勇，張紅星，等．基于變頻調速的恒壓供水智能控制系統(tǒng)[J]．煤礦機械，2005，（6）：93—94