1、 自动控制课程设计自动控制课程设计 课题课题：水泵变频调速系统水泵变频调速系统 2013 年 10 月 30 日 I 目录目录 第一章第一章 引言引言 . 1 1.1 1.1 研究背景研究背景 1 1.11.1.1.1 变频技术的国内外发展与现状变频技术的国内外发展与现状 1 1.2 1.2 本设计研究的主要内容本设计研究的主要内容 . 1 第二章第二章 水泵变频调速控制系统总体设计方案水泵变频调速控制系统总体设计方案 3 2.12.1 变频调速控制系统变频调速控制系统的理论基础的理论基础 3 2.1.12.1.1 三相异步电动机的调速原理三相异步电动机的调速原理 3 2.1.22.1.2 软
2、启动器及其使用软启动器及其使用. 4 2.2 水泵变频调速控制系统的分析说明水泵变频调速控制系统的分析说明 . 6 2.2.12.2.1 水泵变频调速恒压供水系统构成水泵变频调速恒压供水系统构成 . 6 2.2.2.2.2 2 中水中水系统的系统的主电路主电路接线图接线图 7 第三章第三章 系统硬件的设计系统硬件的设计 . 8 3.3.1 1 软启动器的选择软启动器的选择 9 第四章第四章 参数复位参数复位 10 总结总结 . 10 参考文献参考文献 .11 附录附录 A 12 1 第一章第一章 引言引言 1.1.1 1 研究背景研究背景 1.1.1 1.1.1 变频技术的国内外发展与现状变频
3、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。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
4、 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。 1.1.2 2 本设计研究的主要内容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
5、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。 2 表 1.2 电动机的参数表 电动机型号 Y2-200L2-2 额定电压 380V 额定功率 37KW 台数 2 额定电流 68A 绝缘等级
6、 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
