水泵变频调速系统自控课程设计

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1、《自动控制》课程设计课题：水泵变频调速系统班级：电气1101学号：0401110130姓名：程思儒指导教师：杨科科河南工业职业技术学院2013年10月30日13目录第一章引言11.1研究背景11.1.1变频技术的国内外发展与现状11.2本设计研究的主要内容1第二章水泵变频调速控制系统总体设计方案32.1变频调速控制系统的理论基础32.1.1三相异步电动机的调速原理32.1.2软启动器及其使用42.2水泵变频调速控制系统的分析说明62.2.1水泵变频调速恒压供水系统构成62.2.2中水系统的主电路接线图7第三章系统硬件的设计83.1软启动器的选择9第四

2、章参数复位10总结10参考文献11附录A1213第一章引言1.1研究背景1.1.1变频技术的国内外发展与现状近年来电力电子器件的材料开发和制造工艺水平不断提高，尤其是高压大容量绝缘栅双极型晶体管IGBT、集成门极换向晶闸管IGCT器件的成功开发，与此同时伴随着微型计算机控制技术及电机拖动控制系统理论的发展，使大功率变频技术得以迅速发展，性能日臻完善。如今我国每年大约60%的发电量是由电动机消耗掉的，因此如何利用电机调速技术进行电机运行方式的改造以节约电能，受到了国家和业界人士的重视。在80年代末90年代初以及中期，我国变频技术主要依赖于国外产品进口。

3、国外变频技术发展从20世纪80年代后半期开始，尤其以欧洲、美国、日本发展较早，基于VVVF技术的变频器技术产业也愈来愈成熟。而在我国这十几年的变频技术发展期间，我们走的是集成化的道路，从先学习国外的先进技术到自主的创新研发。我国自主研发变频器的生产地区主要集中于南方地区，且主要集中为低压变频器，但多数国外跨国企业在我国变频技术占有主导地位，不仅是低压变频方面，还包括了高压变频方面。1.2本设计研究的主要内容本设计是以电厂综合水泵房的中水提升泵及工业补给水泵两套系统为控制对象，采用变频技术，设计一套某电厂综合水泵房的恒压供水系统，现拟对其进行变频调速改

4、造。其中3台中水提升泵配备一台变频器，采用一面变频柜；2台工业补给水泵配备一台变频器，采用一面变频柜；在综合水泵房安装一套双电源切换装置，为两套变频调速系统供电。中水提升泵变频调速系统可由现场集控系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对中水提升泵电动机转速控制。表1.1电动机的参数表电动机型号Y315S-6额定电压380V额定功率75KW台数3额定电流140A绝缘等级F工业补给水泵变频调速系统可由现场集控系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对工业补给水泵电动机转速控制。13表1.2电动机的参数表电动机型号Y2-200L2-2额定电压

5、380V额定功率37KW台数2额定电流68A绝缘等级F另外一台工业补给水泵不参与变频调速，只工频运行。表1.3电动机的参数表电动机型号Y2-280S-4额定电压380V额定功率75KW台数1额定电流140A绝缘等级F具体要求如下：1、控制方式：中水提升泵采用一控三的方式，工业补给水泵采用一控二的方式。具体如下：以母管压力为自动控制依据，根据运行情况，设定母管压力实现恒压供水。在用水高峰期，变频器以较高频率运行，保证正常的用水压力。当不用水时，变频器运行在0Hz,水泵电机停车。当下次用水时，随着用水量的增加，管网压力降低，变频器开始由低频启动，直到运行

6、在满足用水压力要求的相应频率下。另外两台水泵作为工频备用泵，当变频水泵达到额定频率且人不满足系统用水要求时，自动启动1台工频备用泵。如启动后系统压力大于母管压力时，不立即切除工频备用泵，而是首先由变频调节系统母管压力，以避免切除备用泵后系统母管压力急剧下降造成备用泵频繁启动。当变频泵调整为某一合适的频率时，切除备用泵，改为变频调节。当启动1台工频备用泵仍不满足系统用水要求是在启动另外一台工频备用泵，以满足系统用水要求。为了保证水系的安全用水，系统应设计变频器故障旁路功能。即在变频器检修或故障情况下系统具有工频供水功能，使供水系统更加安全，更加可靠。系

7、统采用的变频器，可实现PID控制，能无冲击的再启动瞬停后正在旋转的电动机。2、变频柜功能变频柜控制方式分为：手动操作、自动运行两种。具体功能描述如下：操作方式选择功能系统的操作方式由设置在变频控制柜上的转换开关选择。13第二章水泵变频调速控制系统总体设计方案2.1变频调速控制系统的理论基础2.1.1三相异步电动机的调速原理水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为：(2.1)式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率。从上式可知，三相异步电动机的调速方法有：(l)改变转差率(2)改变电机极对数(3)改变频率改变转差率调速，异步电动机运行

8、时，从定子传给转子的电磁功率一部分转化为有效功率被负载消耗掉，另一部分就是转差功率。而转差功率等于转差率与电