变频调速控制系统的设计原理

目前水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是采用闭环调速控制，即自动采集外界条件的变化如压力等信号通过调节来改变变频器的频率值，以达到调速目的。变频调速控制系统原理框图如图所示。

通过采集供水点水压反馈至控制器，与水压设定值比较产生的偏差经调节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)控制器(PID调节)

系统的控制过程为：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，送到控制器与工艺所需的设定值进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号经过处理送到变频器，从而使变频器将输入为380V/50Hz的工频交流电变成输出为0～380V/0～50-60Hz连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机。

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

(1)节能效果非常显著，采用变频调速技术后，提高了电机的功率因数，减少了无功功率消耗，具有明显的经济效益。

(2)采用变频调速技术后，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，降低了设备的维修费用。同时，由于变频器启动和调速平稳，减少了对电网的冲击。

(3)系统采用闭环控制，参数超调波动范围小，偏差能及时进行控制。变频器的加速和减速可根据工艺要求自动调节，控制精度高。

(4)由于变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能，提高了电机水泵运行的可靠性。