摘要：隨著社會的進步，作為國民經濟基礎產業，供水產業得到越來越多的重視，而變頻器是供水系統中最基礎的也是最重要的環節。本文主要探討了變頻器在水廠恒壓供水方面的應用，并深入地研究了變頻器在恒壓供水方面的基本原理。
　　關鍵字：變頻器技術，水廠，恒壓，供水，應用，分析
　　目前，居民生活用水和工業用水增長幅度日益加大，傳統的供水方式已經不能滿足要求．現今，變頻恒壓供水是通過改變水泵電機的供電頻率，凋節水泵轉速，控制實際供水壓力與設定壓力一致，保證在用水量變化時供水量也隨之變化，實現供水量與用水量的匹配，降低能源消耗和資源浪費。
　　一、變頻調速系統基本原理
　　傳統的系統通過交流變頻器為電機提供頻率可變的電源，實現電機的無級調速從而使管網水壓連續變化。壓力傳感器的任務是檢測管網水壓，用戶可以通過PLC實現需要的壓力設定值。壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的計算．輸出給變頻器一個轉速控制信號。一般的恒壓供水設備控制1--3臺水泵1--2臺工作，1臺備用。在這些水泵中．一般只安裝一臺變頻設備。當供水設備開始工作時先起動變頻器驅動的泵．管網水壓達到設定值時，變頻器的輸出頻率就穩定在某一數值上；反之，當用水量減少．變頻器的輸出頻率達到最小值時，則發出減少一臺工頻電機的命令。由于變頻器的轉速控制信號是由可編程控制器給出的所以對可編程控制器來講．既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入／輸出接口的可編程控制器價格很高，這就增加了供水設備的成本。如果采用一個帶有多泵控制功能的變頻器并具有PID調節功能，則可以大幅降低設備投資成本．同時還可以簡化繼電控制回路。
　　二、變頻器在水廠加壓站的應用
　　（一）控制原理
　　控制原理如圖1所示，變頻器、壓力變送器及給定構成了個穩定的閉環系統。通過給定電位器由用戶確定供水管壓力，系統根據給定壓力與反饋壓力的偏差進行PID運算和DTC控制運算，變頻器輸出不同電壓及頻率的電源驅動水泵電機，通過改變水泵的流量來達到保證供水管壓力恒定的目的。
　　
　　圖1系統原理圖
　　（二）系統接線原理
　　圖2為整個變頻控制柜接線原理圖。控制柜安裝在加壓泵房的電氣室內，壓力變選器安裝在出口管的肓板側。
　　
　　圖2變頻控制柜接線原理圖
　　（三）變頻供水系統運行狀態
　　變頻供水系統運行狀態整個系統投入運行以后，達到了系統自動控制、節能運行的目的，但也出現了幾個方面的問題。
　　1.安全生產
　　系統能穩定地控制供水總管的壓力。虎丘加壓站的現供水能力滿足當前實際用水量要求，變頻器通過調節水泵電機轉速，實現用戶側需要多少水，水泵就提供多少水，達到供給的動態平衡，既保證了管網的安全，又減少了操作人員的勞動強度和換泵的繁瑣程序。
　　系統具有完善的保護功能，如接地、過載、過壓、缺相等保護功能，能保證系統安傘可靠運行。
　　2.節能運行
　　根據水泵的流量特性，水泵電機的轉速(N)、水泵電機功率(P)，水泵的流量(Q)、水泵的揚程(H)有如下關系：Q1／Q2=N1/N2，H1/H2=(N1/N2)2,P1/P2=(N1/N2)3由此可知：電機功率與水泵轉速成正比，如水泵轉速下降10％，則電機的功率可下降27％。
　　加壓站用戶側的水量是不斷變化的，當需水量處于波谷期時，變頻器通過降低水泵電機轉速帶來的節能益是很可觀的。ABB變頻器具有的軟啟動及平滑停車功能，限制并降低了電機的啟動和停車電流，使電機平滑啟動和停車，減少了大電流對電機繞組的沖擊，減少了電機突然啟動和停止對水泵的沖擊，對電機和水泵起了保護作用，延長了電機和水泵的使用壽命，同時減少對管道、閥門的沖擊和磨損，延長了管道和閥門的使用壽命，減少了設備的維護量。
　　（四）系統出現的問題及解決方案
　　1.電流相間不平衡分析
　　電機電流相間不平衡主要出現在系統啟動的過程中，經觀察，相間電流相差在幾十到一百安培之間，而這時的變頻器工作正常。如果變頻器長期在這樣的高溫環境下工作，將嚴重影響逆變器的工作性能而產生電壓波形的畸變，最終使電機相間電流出現不平衡現象。而變頻器溫升的主要原因是冷卻通風效果不好：是環境溫度過高；二是電氣柜的設計不合理，使冷卻出風口的熱風又返回冷卻進風口，造成冷卻風道的溫度越來越高。解決的辦法：提供空調環境，對電氣柜的布局進行改造，使變頻器冷卻進風口和冷風出風口隔離，加強其冷卻效果，只要變頻器的溫度降下來，電機電流相間不平衡的現象就會消除。
　　2.直流母線電壓脈動分析
　　通常，中間電路直流母線電壓脈動的出現原因可能是主電源缺相，一個熔斷器燒斷或是整流橋內部發生故障。解決辦法：在變頻器的電源進線側加裝一臺進線電抗器來凈化變頻器的進線電源。這是一種簡單經濟的解決辦法，但不能徹底解決問題，一旦高次諧波嚴重，進線電源波形失真，將使直流母線電壓脈動達到直流電壓的20％，變頻器仍會保護性停機。
　　三、結束語
　　總之，變頻器在供水系統中應用廣泛，只有熟悉詳細的供水過程和掌握變頻器的技術原理。才能更好的保證供水質量和經濟利益。