本發(fā)明涉及一種無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)運(yùn)行的控制方法，尤其涉及一種無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)大功率水泵或風(fēng)機(jī)運(yùn)行的控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的水泵、風(fēng)機(jī)等電機(jī)設(shè)備調(diào)節(jié)流量主要是調(diào)節(jié)出入口的擋板或閥門(mén)，進(jìn)而控制水流量和風(fēng)流量，控制精度不高，這也導(dǎo)致了，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中，用戶使用的電機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)容量均比實(shí)際需要高出很多，存在大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，造成電能浪費(fèi)較多；在采用機(jī)械調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵流量時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)均為手動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)械擋板或閥門(mén)，施工調(diào)節(jié)頻繁、粗略，泵易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象；并且機(jī)械式閥門(mén)頻繁調(diào)節(jié)容易加速水泵葉輪、軸承、泵軸、管道閥門(mén)等易損部件的損壞。采用變頻器控制雖能很好解決以上問(wèn)題，但所需變頻器容量較大，一次性投入多，特別是廠家生產(chǎn)的低壓變頻器系列最大容量是有限的，不能滿足大功率電機(jī)的要求。

如何實(shí)現(xiàn)1、采用容量為電機(jī)二分之一數(shù)值的變頻器控制泵或風(fēng)機(jī)的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)0～80%左右額定流量的無(wú)級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)在額定功率的網(wǎng)電運(yùn)行，滿足特殊情況下的全負(fù)荷運(yùn)行。2、以小容量變頻器控制大功率電機(jī)，解決由于工程施工的實(shí)際需求，對(duì)于水泵和風(fēng)機(jī)的選型都比較大，耗能和設(shè)備投資成本高的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)省設(shè)備投資的目的。3、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)對(duì)水泵葉輪、泵軸和軸承能夠最大限度的降低沖擊影響，延長(zhǎng)設(shè)備和閥門(mén)的使用周期，節(jié)約設(shè)備管材維護(hù)費(fèi)用。4、實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水量、風(fēng)量，達(dá)到精確控制生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，滿足工程需要、節(jié)約成本的目的。是現(xiàn)有技術(shù)中急需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有啟動(dòng)與變頻運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整功能的無(wú)極調(diào)節(jié)大功率水泵或風(fēng)機(jī)運(yùn)行的控制方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)上述四點(diǎn)要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是：一種無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)大功率水泵或風(fēng)機(jī)運(yùn)行的控制方法，以控制器控制變頻器，以變頻器控制電機(jī)，其特征在于：根據(jù)電機(jī)功率與變頻器功率的值，手動(dòng)或自動(dòng)切換控制的工作模式；

當(dāng)電機(jī)功率大于1倍，小于2倍的變頻器額定功率的情況下，修改變頻器額定功率至電機(jī)功率，進(jìn)入啟動(dòng)工作狀態(tài)，控制電機(jī)斜坡啟動(dòng)，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)速略低于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，變頻器給控制器信號(hào)，控制器控制旁路接觸器閉合，使電機(jī)并入配電電網(wǎng)工頻狀態(tài)運(yùn)行，啟動(dòng)成功；如因電機(jī)過(guò)載或其他原因在設(shè)定時(shí)間內(nèi)電機(jī)未達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)速要求，則由變頻器給控制器信號(hào)，控制器控制電機(jī)停止，啟動(dòng)失敗并輸出報(bào)警信號(hào)報(bào)警；

當(dāng)電機(jī)功率≤變頻器額定功率的情況下，控制電機(jī)斜坡啟動(dòng)，使用變頻器恒速功能或電位器調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或頻率，達(dá)到水泵或風(fēng)機(jī)需要的壓力或流量；在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)變頻器檢查到電機(jī)有短路、過(guò)載、接地、溫度過(guò)高、缺相故障時(shí)，將信號(hào)反饋給控制器，由控制器自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)行并報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)的主回路中，三相電經(jīng)斷路器qs1，進(jìn)入變頻器，通過(guò)交流接觸器km1連接電機(jī)，同時(shí)設(shè)置相序繼電器xj，連接在斷路器qs1與變頻器之間，并通過(guò)交流接觸器km2連接電機(jī)，在電機(jī)前的三相線上設(shè)置電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb。

更進(jìn)一步的，所述電機(jī)的控制回路引自三相線的一相，通過(guò)斷路器qs2與熔斷器1rd、2rd，電源指示燈dy，交流接觸器km1的常開(kāi)開(kāi)關(guān)，交流接觸器km2的常開(kāi)開(kāi)關(guān)以及數(shù)顯電流表ａ的一端相連；熔斷器1rd的另一端與零線n之間并聯(lián)3路，其中一路為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb常開(kāi)開(kāi)關(guān)與中間繼電器k3；一路為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb；一路為急停按鈕jt、中間繼電器k3常閉開(kāi)關(guān)和中間繼電器k1常開(kāi)開(kāi)關(guān)、交流接觸器km2常閉開(kāi)關(guān)、交流接觸器km1與中間繼電器k2常開(kāi)開(kāi)關(guān)、交流接觸器km1常閉開(kāi)關(guān)、交流接觸器km2構(gòu)成的互鎖電路；數(shù)顯電流表a的另一端接零線n；交流接觸器km1的常開(kāi)開(kāi)關(guān)的另一端與啟動(dòng)指示燈qd連接，交流接觸器km2的常開(kāi)開(kāi)關(guān)的另一端與運(yùn)行指示燈yx連接，啟動(dòng)指示燈qd、運(yùn)行指示燈yx的另一端接零線n。

更進(jìn)一步的，所述控制器采用plc，其io0連接相序繼電器xj常閉開(kāi)關(guān)，i01連接停止按鈕sb1，i02連接變頻器輔助繼電器ro1常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)動(dòng)作，i03連接變頻器輔助繼電器ro2常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于變頻器故障動(dòng)作，i04連接啟動(dòng)按鈕sb2，i05連接控制開(kāi)關(guān)sa，用于切換工作模式，i06連接急停按鈕jt，i07連接電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)，i08連接交流接觸器km1輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)，i09連接交流接觸器km2輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)；q00連接中間繼電器k1啟動(dòng)線圈，q01連接中間繼電器k2啟動(dòng)線圈，q02連接變頻器的di1，用于變頻器啟動(dòng)或停止，q03連接變頻器di3，用于變頻器恒速運(yùn)行，q04連接變頻器故障指示燈gz，q05連接啟動(dòng)失敗指示燈qb。

進(jìn)一步的，所述設(shè)定時(shí)間為25s。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、采用容量為電機(jī)二分之一數(shù)值的變頻器控制泵或風(fēng)機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)0～80%左右額定流量的無(wú)級(jí)控制，電機(jī)在額定功率的網(wǎng)電運(yùn)行，滿足了特殊情況下的全負(fù)荷運(yùn)行要求。

2、以小容量變頻器控制大功率電機(jī)，減少變頻器使用的富余量，解決了由于工程施工實(shí)際需求，對(duì)水泵或風(fēng)機(jī)的選型較大的問(wèn)題，節(jié)能并節(jié)省設(shè)備投資。

3、用變頻啟動(dòng)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)對(duì)水泵葉輪、泵軸和軸承能夠最大限度的降低沖擊影響，延長(zhǎng)設(shè)備和閥門(mén)的使用周期，節(jié)約設(shè)備管材維護(hù)費(fèi)用。

4、無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水量、風(fēng)量，達(dá)到精確控制生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，滿足工程需要、節(jié)約成本的目的，多接口可與電腦、網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)智能化控制。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

圖1、為發(fā)明電機(jī)主回路電路原理圖；

圖2、為發(fā)明電機(jī)控制回路電路原理圖；

圖3、為發(fā)明控制器和變頻器接口電路原理圖。

具體實(shí)施例

在某井筒凍結(jié)工程施工項(xiàng)目制冷車(chē)間采用兩臺(tái)水泵作為鹽水泵（型號(hào)為12sh-6a、12sh-9a，電機(jī)額定功率分別為280kw，160kw）。由于原控制電路中的變頻器與160kw電機(jī)匹配，而針對(duì)280kw電機(jī)時(shí)，安裝現(xiàn)有的方法需要重新購(gòu)買(mǎi)控制柜。

發(fā)明人通過(guò)研發(fā)，給出了一種無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)大功率水泵或風(fēng)機(jī)運(yùn)行的控制方法，以控制器plccpm1a控制變頻器acs510160kw，以變頻器控制電機(jī)，根據(jù)電機(jī)功率與變頻器功率的值，手動(dòng)或自動(dòng)切換控制的工作模式；

由于280kw電機(jī)功率沒(méi)有超過(guò)2倍的變頻器額定功率（320kw），此時(shí)修改變頻器額定功率至電機(jī)功率，進(jìn)入啟動(dòng)工作狀態(tài)，控制電機(jī)斜坡啟動(dòng)，在設(shè)定時(shí)間25s內(nèi)接近電機(jī)額定轉(zhuǎn)速后，變頻器給控制器信號(hào)，控制器控制旁路接觸器閉合，使電機(jī)并入配電電網(wǎng)工頻狀態(tài)運(yùn)行，啟動(dòng)成功；如因電機(jī)過(guò)載或其他原因在設(shè)定時(shí)間25s內(nèi)電機(jī)未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，則由變頻器給控制器信號(hào)，控制器控制電機(jī)停止，啟動(dòng)失敗并輸出報(bào)警信號(hào)報(bào)警。

如圖1、2、3所示，所述電機(jī)的主回路中，三相電經(jīng)斷路器qs1，進(jìn)入變頻器，通過(guò)交流接觸器km1連接電機(jī)，同時(shí)設(shè)置相序繼電器xj，連接在斷路器qs1與變頻器之間，并通過(guò)交流接觸器km2連接電機(jī)，在電機(jī)前的三相線上設(shè)置電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb。

所述電機(jī)的控制回路引自三相線的一相，通過(guò)斷路器qs2與熔斷器1rd、2rd，電源指示燈dy，交流接觸器km1的常開(kāi)開(kāi)關(guān)，交流接觸器km2的常開(kāi)開(kāi)關(guān)以及數(shù)顯電流表ａ的一端相連；熔斷器1rd的另一端與零線n之間并聯(lián)3路，其中一路為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb常開(kāi)開(kāi)關(guān)與中間繼電器k3；一路為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb；一路為急停按鈕jt、中間繼電器k3常閉開(kāi)關(guān)和中間繼電器k1常開(kāi)開(kāi)關(guān)、交流接觸器km2常閉開(kāi)關(guān)、交流接觸器km1與中間繼電器k2常開(kāi)開(kāi)關(guān)、交流接觸器km1常閉開(kāi)關(guān)、交流接觸器km2構(gòu)成的互鎖電路；數(shù)顯電流表a的另一端接零線n；交流接觸器km1的常開(kāi)開(kāi)關(guān)的另一端與啟動(dòng)指示燈qd連接，交流接觸器km2的常開(kāi)開(kāi)關(guān)的另一端與運(yùn)行指示燈yx連接，啟動(dòng)指示燈qd、運(yùn)行指示燈yx的另一端接零線n。

所述控制器采用plc，其io0連接相序繼電器xj常閉開(kāi)關(guān)，i01連接停止按鈕sb1，i02連接變頻器輔助繼電器ro1常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于達(dá)到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)動(dòng)作，i03連接變頻器輔助繼電器ro2常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于變頻器故障動(dòng)作，i04連接啟動(dòng)按鈕sb2，i05連接控制開(kāi)關(guān)sa，控制開(kāi)關(guān)sa用于手動(dòng)或自動(dòng)切換工作模式，i06連接急停按鈕jt，i07連接電動(dòng)機(jī)保護(hù)器zb常開(kāi)開(kāi)關(guān)，用于電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)，i08連接交流接觸器km1輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)，i09連接交流接觸器km2輔助常開(kāi)開(kāi)關(guān)；q00連接中間繼電器k1啟動(dòng)線圈，q01連接中間繼電器k2啟動(dòng)線圈，q02連接變頻器的di1，用于變頻器啟動(dòng)或停止，q03連接變頻器di3，用于變頻器恒速運(yùn)行，q04連接變頻器故障指示燈gz，q05連接啟動(dòng)失敗指示燈qb。

在井筒凍結(jié)前期滿負(fù)荷運(yùn)行期間，在280千瓦的水泵電機(jī)啟動(dòng)及鹽水流量調(diào)節(jié)中得到成功應(yīng)用。

在井筒凍結(jié)維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，使用160千瓦水泵運(yùn)行時(shí)，電機(jī)功率≤變頻器額定功率，控制電機(jī)斜坡啟動(dòng)，使用變頻器恒速功能或電位器調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或頻率，達(dá)到水泵或風(fēng)機(jī)需要的壓力或流量；在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)變頻器檢查到電機(jī)有短路、過(guò)載、接地、溫度過(guò)高、缺相故障時(shí)，將信號(hào)反饋給控制器，由控制器自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)行并報(bào)警。

在不同凍結(jié)施工期間，根據(jù)井筒凍結(jié)所需要的流量和壓力進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。在整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程中，鹽水泵未出現(xiàn)任何故障，未進(jìn)行任何檢修、未更換葉輪，泵軸和軸承等配件。在以往井筒凍結(jié)項(xiàng)目施工中鹽水泵運(yùn)行期間，每隔一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)故障、損壞，不但影響生產(chǎn)，而且增加勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本。

鹽水泵運(yùn)行采用本方法啟動(dòng)和控制調(diào)節(jié)，通過(guò)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)自由選擇工作方式，使用過(guò)程中，水泵開(kāi)啟平穩(wěn)，鹽水泵負(fù)載從0逐漸增加至制冷系統(tǒng)需要量，鹽水泵兩端的閘閥處于完全開(kāi)啟狀態(tài)，無(wú)需通過(guò)頻繁調(diào)整閥門(mén)開(kāi)啟度調(diào)節(jié)流量，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了人工調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定性。

該方法投入使用后，在電能節(jié)約方面效益明顯。通過(guò)使用該裝置數(shù)據(jù)分析、對(duì)比，僅160kw鹽水泵6個(gè)月累計(jì)節(jié)約電能15.7萬(wàn)度。（見(jiàn)表1、表2數(shù)據(jù)）

表1變頻器內(nèi)部部分運(yùn)行數(shù)據(jù)

表2160kw水泵電機(jī)變頻柜運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)

通過(guò)以上使用狀況和節(jié)約電能數(shù)據(jù)可以看出，采用本方法，大大降低了水泵的損壞率、維修成本和維護(hù)人員的勞動(dòng)量，保證了工程施工持續(xù)進(jìn)行，提高了凍結(jié)工程施工經(jīng)濟(jì)效益和文明施工形象。該裝置正逐步作為配套系統(tǒng)裝備到我單位水泵及風(fēng)機(jī)使用中，也可推廣應(yīng)用到其他使用水泵和風(fēng)井的行業(yè)中，市場(chǎng)前景廣闊。

以上是本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不僅限于上述的實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的科技人員在不違背本發(fā)明精神的前提條件下還可以作出種種等同的變形或者是替換，這些等同的變形或者替換均包含在本發(fā)明所限定的保護(hù)范圍內(nèi)。