森兰变频器在恒液供水中的应用doc

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1、森兰变频器用于恒液位供水一. 现场情况某工矿地处远离城市的山区中，不可能使用市政的自来水管网，那就自建一个小型的供水 系统。一般的情况是，在靠近河边建一个取水站，将河水抽到半山腰的水处理站，经过沉淀、加 氯消毒后，再由水泵送到山顶的高位水池，利用山顶与用户之间的高差实现自流供水。这种情况 比较普遍，如铁路沿线的车站，大都远离城市，而且相当多的车站建在山区中，其自建的供水系 统与此类似。本例用户的取水站建在山下的河边上，离半山腰的水处理站直线距离在 800 米以 上，取水站有3台扬程110米的30kW水泵，二用一备。取水站无人值守，水处理站有人值班， 取水站的水泵的起、停控制也是由水处理站的值班

2、人员担任。值班人观察水处理沉淀池的水位， 如果沉淀池快要抽满或抽水量不足时，值班人员就步行 1 公里多路程到取水站进行相应的操作。 对于沉淀池快要抽满的情况，有时处理不及时，沉淀池水满后就流失了较多的水，这不仅浪费电 能，也造成水资源损失。水处理站将处理好的水送往高位水池，有 2 台扬程 80 米的 45kW 水 泵一用一备，也同样有高位水池水满后造成水资源损失和电能的浪费。二. 控制方案因为存在以上的问题，需要做改造，用户的要求是：1. 取水站无人值守；2. 沉淀池，高位水池水位自动控制；3. 有一定限度的节能。考虑到取水站无人值守，选择启动设备时着重可靠性，就选用软启动器，每台水泵配1 台

3、， 共 3 台。沉淀池内设有“高”“中”“低”3 个水位点，用 PLC 根据沉淀池水位的高低来决定 1 台水 泵运行或2 台水泵运行，还可通过编程控制使3 台水泵使用的时间尽量相同。水泵的运行信号， 故障信号通过电缆送到水处理站显示。取水站的抽水水位比水泵安装位置低 2 米，水泵初次起 动或停止后再起动，都可能形成“真空”而吸不上水，原来的方式是靠人工注水，注水过程中打开 排气阀将管道和水泵中的空气排除后再起动。无人值守后必须自动地完成注水排气这个过程，否 则抽不上水的水泵长期运行会损坏。为满足自动注水排气,须检测管道内有无“真空”，其方法一 是直接用真空表检测管道内“真空”；另一种方法采用间

4、接检测方式，即检测水泵电机的运行电流。 如果管道有“真空”，则电机近似于空载运行，电流较小；如果管道没有“真空”，则电机接近满载 运行，电流基本上为额定电流，二者的差值较大。本例中，水泵电机30kW，满载电流56.4A, 管道有真空”时电机电流为25A。水泵起动时，用电流检测模块测量电机的电流，将此值送往 PLC,将电流数值门限定在35A上。电机电流值高于35A，表示管道没有真空”，起动成功继 续运行；电机电流值低于 35A 时，停止电机运转， PLC 输出信号，打开注水和排气电磁阀，注 水和排气同时进行，排出管道内的空气，35分钟后，重新再起动一次。如果电机电流值仍低 于35A，重复上述电机

5、停车，再次注水和排气，35分钟后，再次进行起动。这样的起动过程 可进行 3 次，如果 3 次都不能起动水泵，则表示水泵，电机或抽水管道有问题（如底阀处有异 物）， PLC 给出报警信号，通知值班人员处理。本例采用的是后一种方法，需要在管道上加装 注水和排气电磁阀。整个设备装在控制柜中，控制柜安装在取水站。取水站控制系统如图 1所示：图 1 取水站控制系统图为节能考虑，水处理站往高位水池送水的水泵用变频器驱动，高位水池的水位信号也通过 电缆送到水处理站，与变频器组成一个水位闭环控制系统，适当调节水位闭环控制系统的给定， 可有不错的节能效果。三. 节能效果高位水池的容积有400m3,如果关闭高位水

6、池出水阀门，45kW水泵工作4小时可将高位水池抽满，消耗的电能为W=45x4COSd=162kWh(设 COSX0.9)采用变频器后，调节给定值使水泵到高位水池的出水有较小的富余扬程，由水泵相似性原 理：式中：n水泵额定转速，n1 -水泵调节后转速，H水泵设计扬程，H-水泵调节后扬程，Q-水泵设计流量，Q1-水泵调节后流量，P-水泵设计轴功率，P1-水泵调节后轴功率。调节变频器的频率在43Hz,由公式(3)水泵调节后扬程H1为水泵设计扬程H的74%, 已无较多的富余扬程，水泵调节后流量Q1为水泵设计流量Q的0.86, 45kW水泵工作4.65 小时可将高位水池抽满，所消耗的电能为Wi = (0

7、.86)3x45x4.65xCOSd=119.2kWh(设 COS20.9)抽满一池水降低电耗42.8kWh。实际上，不可能关闭高位水池出水阀门，一般情况是水泵 在向高位水池供水时，也同时给用户供水。每天的节能可从用户的用水量估计。流量表上显示， 该用户每天用水量在800m3左右，按800m3计算，每天节电85.6kWh，年节电85.6x365=31244kWh。高位水池的水位控制如图2所示，变频水位控制系统图如图3所示。蓿水帀t水泵高位水池去用户进水图 2 水位控制示意图图中：K起动/停止，PT水位变送器，水位给定由键盘操作，变频可切换为任一台水泵运行。四. 结语：液位控制的事例现实中比比皆

8、是，用得较普遍的就是高位水池的自流供水，本例中采用软 起动器和变频器组成的液位控制系统。两种系统各有优势，变频器构成的系统可以是恒液位控制 系统，并且，还有一定的节能效果。节能的多少与水泵富余扬程和用户用水量的大小有关。水泵 富余扬程越大，用户用水量越大（在水泵能够提供的最大流量范围内），节能越显著。换热站的变频调速控制系统一. 引言为节省能源，减少城市污染，充分利用火力发电厂蒸汽轮机发电后的余热，在冬季对北方 城市集中供热。其供热的方法是，从发电厂送出来的热水，到城市中的换热站时，一次供水热水 温度有90多度，经过热交换器后，一次回水热水的温度下降到 60多度，然后再流回发电厂。 送到城市居

9、民家中的热水，流过各用户的热交换器，在热交换器中进行热交换，然后流回换热站， 进入换热站热交换器的二次回水温度有 50多度，二次供水温度 60多度。陕西宝鸡有许多这样 的换热站，换热站设备比较简单，由数台热交换器，几台泵组成的循环泵组，一台补水泵构成。 其中有一换热站有四台热交换器，四台37kW的管道泵组成的循环泵组，一台3.7kW的补水 泵。循环泵和补水泵采用人工开、关阀门控制流量，使管路的阻尼增大而造成电能浪费。二. 换热站的变频调速控制1.补水泵变频调速控制为更进一步的节能，陕西宝鸡热力公司在2003年至2004年对换热站实施了自动化改造， 循环泵和补水泵用变频调节，整个城市供热系统用计

10、算机进行监控，实现了换热站无人值守。通 过循环泵使热水在供热系统中运行，管道、阀门的泄漏引起循环水的水压降低，如不及时补水， 会造成供热系统运行不正常。补水泵的变频泵补水方式比较简单，系统内热水的水压为 0.4MPa， 将压力变送器安装在回水主管上，管网上压力的变化经压力变送器变换为420mA信号反馈 到变频器的PI调节器的输入端。变频器的给定值设置为4Kg。当供热系统的压力低于4Kg时, 变频器的输出频率上升开始补水；达到4Kg时，反馈信号与给定信号基本相等，变频器输出频 率下降停止补水。本例选用一台森兰BT12S3.7kW变频器，选用森纳斯DG130W-BZ-A 1MPa压力变送器，变频调

11、速补水系统如图1所示：图 1 变频调速补水系统原理图2.循环泵的变频调速控制循环泵的控制相对于补水泵的控制要复杂一些。供热系统的最终目标是保持热用户的室内温度的稳定，但由于热用户没有室温调节器，且对众多的热用户的室温不可能形成闭环控制。为做到经济运行又保证供热质量，最有效的方法是控制换热站的二次供水温度。稳态条件下系统的 供热量，散热器的散热量及用户的耗热量相等的规律，可得到稳态条件下的二次供水温度：t?g =5+ 块一監）（；：+=（2-块）（；：_）如-T丈供水濕，度广亡） 切-二次叵*蛊度（础 tk -室內混匱珂式中.1室外温度拓 t3 -二谀供水设计温度I巧 加-二次回水设计温度慮）

12、t; -室內设计温度 t -室外设计温度（F） 爲=二;洙管网册实际流量G设计流壘&之比戸-散热器散热对（1）式进行修正并考虑到室内温度、二次管网实际流量与设计流量之比和回水温度近似 为常数，则巧百=a4 bt2w + c/；2 + 式中: a、b、c 为管网所处地区气象的有关参数 式（2）为二次供水温度给定值的计算方法。由（ 2）式确定的能跟踪室外温度的变化，使 热用户室内温度不受变化的影响，实现稳定供热。由于热用户室内采暖系统采用的都是上供下回式单管供热方式，从供热理论可知，单管供 热最佳调节方式应为温度和流量的综合调节。由（ 1）式可见，随着室外温度的变化，不但要及 时地调整二次供水温度

13、，还应相应地调整循环水的流量G,避免产生上部室温严重偏高，下部室 温严重偏低的“垂直失调”现象。二次供水的水温与一次供水的温度和流量有关，与二次回水流量 有关，还与环境温度有关。一般来说，在这些因素中，一次供水的温度和流量在换热站不作调节， 能够调节就是循环水的流量Go二次供水温度自动化系统控制的控制策略是这样的，如果二次供 水温度低，循环水的流量G增加；反之，如果二次供水温度高，循环水的流量G减少。但这里 没有考虑到环境温度变化的影响，如果室外温度改变，要使室内的温度基本恒定，一种控制策略 是用二次进水与回水的温差来控制循环泵变频器的转速，设定二次进水与回水的温差为 12。当 二次进水与回水

14、的温差大于12时，循环泵变频器加速，循环水的流量G增加；当二次进水与 回水的温差小于12时，循环泵变频器减速，循环水的流量G减少。再考虑到循环水的流量G 较小时，循环泵的转速较低，循环水不能供应最高层的用户。因此，在温差控制的基础上，温差 的目标值可以在一定范围内根据热用户所处的高度要求的最低扬程来进行适当的调节。变频器调 速的控制信号由自动化系统给出。循环泵变频调速系统图如图2所示：图中，BP1森兰BT12S37kW变频器，BU软起动器（自耦减压起动器），系统采用 循环投切方式，温差信号送入PLC，经过PLC处理后，到变频器作为调速控制信号。系统启动 时，电机M1变频调速，频率升到50Hz时

15、，循环水流量达不到给定要求，则电机M1投工频， M2变频运行；如果循环水流量仍达不到给定要求，则电机M2投工频，M3变频运行；由于某种原因，循环水流量超过给定要求，那就停止电机Ml, M2，任何时候只有一台循环泵电机在变频运行。若只有一台电机M3在变频运行，循环水流量达不到给定要求时，则电机M3 投工频，M4变频运行；M4投工频，M1变频运行，又到了初始状态。电机M1 M4总是在工频一变频之间循环投切。BU1用于备用，整个系统的运行信息由PLC送到计算机上。DE4DZ5DE1FU1FU2BP1BU1 U1MlM2M3M4f EM1Q调速控制信号PLC淙差信号图 2 循环泵变频调速系统图三. 循

16、环泵的节能换热站设计过程中过多考虑建设前、后长期供热容量，并考虑长期运行过程中可能发生的 各种问题，使裕量过大。实际上大多数换热站的供热并非一开始就达到设计的最大容量，而是随 着城市建设的发展，供热的面积逐步达到设计容量；另一方面，设计过程中很难准确地计算出供 热容量，通常总把系统的最大供热容量作为循环泵选型的依据，但循环泵的系列是有限的，往往 选不到合适的循环泵型号就往上靠，使裕量更进一步的增大。供热实际操作时，常用阀门进行流 量调节，增加了系统的阻力，耗能较大。循环泵变频调速后，所有的阀门开度最大，系统的阻力最小。根据用二次进水与回水的温 差和热用户所处的高度要求的最低扬程来控制循环泵变频

17、器的转速，可大大地减少循环泵的流量，当平均流量是设计流量的80%时，节电率可按GB12497三相异步电动机经济运行强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算节电率36%，可见节约电能的效益十分可观。四. 结束语我国是能源贫乏的国家之一，节能降耗是我们的国策。在全国各城市中集中取暖的换热站 成千上万，如果都进行节能改造，节约的电量不可小视。而且，系统运行稳定可靠，实现了无人 值守，经济效益和社会效益明显。矿井提升机的变频调速改造一、概况矿井提升机是煤矿，有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业 的生产状况和经济效益。四川某煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车

18、拖到地面上来。煤车厢 与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机，由电机经减速器带动卷筒旋 转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周，其两端分别挂上一列煤车车厢，在电机的驱动下将装满煤的一列车从斜井 拖上来，同时把一列空车从斜井放下去，空车起着平衡负载的作用，任何时候总有一列重车上行，不会出 现空行程，电机总是处于电动状态。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的 转速一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意如图 1所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。提升机的基本参数是：电机功率55kW，卷筒直径1200mm，减速器减速比24： 1,最高运行

19、速度2.5m/s，钢丝绳长度为120m。格安DVD2激安DVD匕。一取名网风水大师升降平台别墅风水装修风水 办公风水 家居风水 脱发 风水 升降机 除尘设备目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速 系统，电阻的投切用继电器交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备 运行的时间较长，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制 性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动、调速和制动，在转子外电路所串电阻的上产 生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性

20、差；低速时机械特性 较软，静差率较大；电阻上消耗的转差功率大，节能较差；起动过程和调速换挡过程中电流冲击大；中高 速运行震动大，安全性较差。圆盘齿轮传动机构图1提升机卷筒机械怯动系统皓构示意閤二、改造方案为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率(050Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理，可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑，液压机械制动需要保留，并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制 动加以整合。矿井提升机变频调速方案如图2所示：图 2 矿井提升机变频调速方案考虑到绕线式电动机比鼠笼式电动机的力矩大，且

21、过载能力强，所以仍用原来的4极55kW绕线式 电机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。提升机在运行过程中，井下和井口必须用信号进行联 络，信号未经确认，提升机不能运行。为显示运行时车厢的位置，使用E6C3-CS5C 40P旋转编码器，即 电机旋转 1 圈旋转编码器产生 40 个脉冲，这样每两个脉冲对应车厢走过的距离为 1200。则与实际距离 的误差值为4-3.9=0.027mm，卷筒运行一圈误差为0.027,已知钢丝绳长度为120m，如果两个脉冲 对应车厢走过的距离用近似值3.9mm计算，120m全程误差为120000。再考虑到实际检测过程中有一 个脉冲的误差，则最大的误差在821mm8

22、29mm之间，对于数十米长的车厢来说误差范围不到1米， 精度足够。因此，用计数器实时统计旋转编码器发出的脉冲个数，则可计算出车厢的位置并用显示器显示。 另外一个问题是计数过程中有无累计误差存在？实际检测时，在一个提升过程开始前，首先将计数器复位， 第一个重车厢经过某个位置时，打开计数器计数，车厢在斜井中的位置以此点为基准计算，没有累计误差。在操作台上，用SWP-AC系列智能型交流电压/电流数字仪表显示交流电压和电机工作电流，用智能型数 字仪表显示提升次数和车厢的位置。三、方案实施斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电机的电磁转矩必须克服负载 阻转矩，起动时还要克服一定

23、的静摩檫力矩，电机处于电动工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时 虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电机仍会处于再生状态，工作于第二象限。 当另一列重车上行时，电机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外，有占总运行时间10% 的时候单独运送工具或器材到井下时，电机纯粹处于第二或第四象限，此时电机长时间处于再生发电状态， 需要进行有效的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能；用回馈制动方式，可节省这部分电能。但是 回馈制动单元的价格较高，考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行时间的 10%，为此选用价格低廉 的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。提升机的负载特性

24、为恒转矩位能负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量，因此，森兰 SB61G75KW 变频器。由于提升机电机绝大部分时间都处于电动状态，仅在少数时间有再生能量产生，变 频器接入一制动单元和制动电阻，就可以满足重车下行时的再生制动，实现平稳的下行。井口还有一个液 压机械制动器，类似电磁抱闸，此制动器用于重车静止时的制动，特别是重车停在斜井的斜坡上，必须有 液压机械制动器制动。液压机械制动器受PLC和变频器共同控制，机械制动是否制动受变频器频率到达端 口的控制，起动时当变频器的输出频率达到设定值，例如0.2Hz,变频器30B、30C端口输出信号，表示 电机转矩已足够大，打开液压机械制动器，重

25、车可上行；减速过程中，当变频器的频率下降到0.2Hz时， 表示电机转矩已较小，液压机械制动器制动停车。紧急情况时，按下紧急停车按钮，变频器能耗制动和液 压机械制动器同时起作用，使提升机在尽量短的时间内停车。提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操作台前，手握操纵杆控制电机正、反转个三挡速 度。为适应操作工人这种操作方式，变频器采用多段速度设置，XI、X2设为正反转，X3、X4、X5可设 挡速度。变频调速原理图如图 3 所示：变频器的设置如下：F004 1；F007 2；F011 2；F012 85；F013 2；F200 2；F208 130；F500 13；F501 14 ；F502

26、0:；F503 1；F504 2；F507 15；F511 1；F512 0.2；F600 0.2；F602 0.2；F616 8；F617 25；F618 50；其与按工厂设置。以上设置的意义请参见SB61G系列变频器用户手册。四、提升机工作过程提升机经过变频调速改造后，系统的工作过程阿盛大的变化。操纵杆控制电机正三挡速度，反转三段速度。不管电机正转还是反转，都是从矿井中将煤拖到地面上来，电机工作在正转和反转电动状态，只有 在满载拖车快接近井口时，需要减速并制动，提升机工作时序图如图4 所示：tl t2 t3t4 t5 t617 t图 4 提升机工作时序图图4 中，提升机无论正转、反转其工作

27、过程是相同的，都有起动、加速、中速运行、稳定运行、减速、 低速运行、制动停车等七个阶段。每提升一次运行的时间，与系统的运行速度，加速度及斜井的深度有关 各段加速度的大小，根据工艺情况确定，运行的时间由操作工人根据现场的状况自定。图中各个阶段的工 作情况说明如下：(1) 第一阶段ot芒串车车厢在井底工作面装满煤后，发一个联络信号给井口提升机操作工人， 操作工人在回复一个信号到井底，然后开机提升。重车从井底开始上行，空车同时在井口车场位置开始下 行。(2) 第二阶段：t2:重车起动后，加速到变频器的频率为f2速度运行，中速运行的时间较短，只 是一过渡段，加速时间内设备如果没有问题，立即再加速到正常

28、运行速度。(3) 第三阶段t2t3:再加速段。(4) 第四阶段t3t4:重车以变频器频率为f3的最大速度稳定运行，一般，这段过程最长。(5) 第五阶段t4t5：操作工人看到重车快到井口时立即减速，如减速时间设置较短时，变频器制 动单元和制动电阻起作用，不致因减速过快跳闸。(6) 第六阶段t5t6:重车减速到低速以变频器频率为匚速度低速爬行，便于在规定的位置停车。(7) 第七阶段t6t7:快到停车位置时，变频器立即停车，重车减速到零，操作工人发一个联络信号到井下，整个提升过程结束。以上为人工操作程序，也可按PLC自动操作程序工作。 图中加速和减速段的时间均在变频器上设置。五、结语 绕线式电机转子

29、串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。使用变 频调速，是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大部分时间都处在电动状态，节能十分显著，经测算 节能 30%以上、取得了很好的经济效益。另外，提升机变频调速后，系统运行的稳定性和安全性得到大大 的提高，减少了运行故障和停工工时，节省了人力和物力，提高了运煤能力，间接的经济效益也很可观。变频器在高速公路上的应用 近年来，我国高速公路建设的发展迅速，自 1988 年建成我国第一条高速公路，到 2004 年底，我 国高速公路通车里程已超过3.4 万公里，仅次于美国，继续保持世界第二。高速公路及其他高等级公路的 建设，改善了我国

30、公路的技术等级结构，改变了我国公路事业的落后面貌，缩短了我国同发达国家之间的 差距，有效地拉动内需，刺激了高速公路附近地区的经济繁荣和发展，高速公路的发展对国民经济产生了 越来越重要的影响。在高速公路上，设有很多收费站，每一进、出车道上均有一栏杆机，栏杆机的传动需 要变频器驱动。这些收费站大都远离城市，收费站的生活区也不可能由城市自来水供应。一般是就地打一 口井，抽地下水满足生活需求，这就需要一套小型的供水系统。高速公路上每间隔5060 公里就有一个 服务区，这些服务区也是远离城市，同样需要独立的供水系统。在全国，高速公路收费站、服务区的数量 众多，变频恒压供水系统是必然的选择。另外，在较长隧

31、的通风系统中变频器也有应用。二. 变频器在栏杆上的应用栏杆机控制高速公路的起、闭。栏杆机由金属机箱(橙黄色)、电机、减速器，变频器、动态平衡器、 控制凸轮组、横杆、防砸检测器等组成。 -其中控制器由两部分电路组成，一部分控制档车器的横杆运动； 另一部分用于处理各种输入输出信号，如防砸处理、119 报警处理和等待放行功能等。栏杆机与入口终端 机及出口终端机等设备联机，以控制档杆之开启与关闭。档杆长度为3米或以上。档杆可做090 度间连 续运转不会过载，启、闭档杆的时间在5秒以内，每天可操作10000次。栏杆机的供电电压为交流220V, 由于高速公路收费站远离城市，供电大多就近取自农网，农网的供电

32、压不稳定，电压的波动达到20%。由 此对变频器的要求是：频繁的起动停止、快速的加减速、适应宽范围波动的电源电压、运行平稳、栏杆起 升、下降的位置准确。一般栏杆机安装在野外，收费站的顶棚可遮挡从上面下的雨，但挡不住风大时从侧 面吹来的雨水，因此，栏杆都有一个封闭的机箱，用来安装变频器和电器控制系统。变频器装在空间不大 的封闭机箱中，在夏季气温较高时不会引起过热跳闸。因为安装位置有限，要求变频器的体积尽量小。希望森兰SB40D系列变频器是高性能的通用变频器、具有较高的启动转矩、设计上运用独有树状散 热器，可使机身超小型、生产采用贴片工艺，使机器可靠性大幅度提高、内置PLC功能、IGBT、IPM智

33、能功率模块超静音运行、多路可编程功能输出端子和继电器输出端子、输入电压的变化范围允许在 176V264V之间。在某高速公路收费站用希望森兰SB40D0.75KW变频器控制栏杆机，变频器的设置 如下： F02=1 运转指令由端子控制， F08=0.7 加速时间 0.7s， F09=0.7 减速时间 0.7s， F31=0.1 起 动持续时间0.1s,其余均按出厂值。栏杆机使用变频器后，由于加减速时间可任意调节，此处设置加减速 时间为0.7s，档杆每天操作数百次至上千次，挡杆起降平稳自如；输入电压的变化范围到20%后，没有 因电压的波动跳闸，取得了较好的使用效果。三. 高速公路服务区和收费站的恒压

34、供水高速公路服务区和收费站中有不少工作人员，有人生活的地方就一定要用水，而服务区和收费站一般 离城市较远，不可能依靠城市自来水管网供水，只好就近取水源供水。靠河边的区、站总是少数，因此绝 大多数区、站取地下水，如果铁锰含量超标，经暴化处理，再经沉淀，过滤后作为生活用水。在这些区、 站中人数不是很多，高峰和低谷的用水量变化非常大，不用变频调速的供水系统会造成电能极大的浪费。因此，最常见的都做成变频恒压供水系统，这样，当用水量较小时，变频器自动降频，水泵电机的转速变 慢，电能消耗大幅度下降；深夜无人用水时，还可使变频器进入休眠状态，即变频器停止运行，但仍在监 测管网的水压。由于管道的泄漏，当管网的

35、水压低于某一值时，例如，设定值的 65%（此值可任意设定）， 变频器重新起动，管网水压又开始上升，到设定值时仍无人用水，过一段时间变频器再次进入休眠。这样 无需人员的干预，就可实现水泵的自动起停，节电会更显著。从上面的过程还可看出，用水的高峰和低谷 之间差别越大，管道的泄漏越少，节电越显著。四. 收费站的变频恒压供水系统高速公路某收费站有 20 多人，离最近的城市也有10公里的路程，生活用水就自建一个小型的供水 系统。选择适当的地方，打了一口 30 米深的井，地下水的水质还不错，细菌含量低于自来水饮水标准， 经沉淀，过滤后就是优质的生活用水。抽水泵采用一台功率 22kw 深井泵，用钢丝绳吊装在

36、离井口 28 米 的井水中。井水抽上来进入沉淀池，过滤后再由两台 15kw 水泵（一用一备）将水送入管网供使用，变频 恒压供水系统的主电路原理图和控制原理图如图1 和图2 所示从图 1 可见，由于供水泵是一用一备，任何时候都只有一台水泵在变频状态或者在恒速状态工作，图中的KM1KM4就用于变频和恒速；1#泵和2#泵之间的切换，所以系统具有较大的灵活性，可任意选 择1#泵和2#泵工作于变频或恒速。恒压供水选用森兰BT12S15KW系列风机、水泵专用变频器，该系列变频器有内置PID调节器，并 集成有供水软件，非常适合恒压供水应用。压力变送器选用森纳斯DG13W-BZ-A量程1MPa，显示器采 用宏

37、润 WP-801 多功能显示器，在运行过程中，可从显示器上读出实时的压力值收费站的楼层一般都不高，恒压供水的给定值设为0.25MPa0.3MPa,可用外接电位器或直接在变 频器操作键盘上设定。为防止无关的人员修改设定，推荐使用键盘设定。从图2可见，K3用于恒速/变频选择；ZK1、ZK2为中间带零位的三位旋钮开关，用于水泵的选择， 并且为保证安全，恒速与变频之间； 1#泵与2#泵之间都有互锁。本例恒压供水系统已经安全运行了两年，为用户节省了电能，取得了较好的经济效益。五、变频器在隧道通风中的应用在山区修建高速公路，必然要建隧道，当隧道的长度较长或隧道穿过有煤层地质存在的地方时，由于 隧道较长，车

38、辆经过时扬起的灰尘和煤层中泄出的瓦斯在隧道中不易消散，前者在隧道中使能见度降低， 引发交通事故；后者使瓦斯在隧道空气中积累，当瓦斯在隧道中集聚的浓度比较高时，可能引发恶性爆炸 事故，这应该绝对避免发生的。因此，隧道中装有光电传感器和瓦斯传感器，只要隧道中使能见度降低或 瓦斯浓度超标时，就起动安装在隧道中的风机进行排风作业，达到要求后自动停止风机运转。实际上，通 风系统是一计算机监控系统，由计算机对隧道中的状况进行实时监控和记录，保证行车和隧道的安全。高速公路隧道的通风也可用变频器，也可用软起动器，一般来说，用变频器可节省电力变压器和线路 的投资。隧道中除风机用电外，照明也需要用电，常规的方法是

39、就近架一路10kv输电线到隧道附近，再 由变压器降压到380v/220v使用。变频器驱动的风机可在额定电流下起动，如果用软起动器起动风机， 用限流起动方式时，起动电流为额定电流的 2.55 倍，如用电压斜坡式起动，其起动电流为额定电流的 57 倍。这就意味着变压器的容量须加大，考虑起动时线路的压降，输电线的线径也必须增加，能耗也要 加大。因此，在隧道通风中用变频器不仅可节省投资，还有一定的节能。六、结束语在高速公路上，应用电气传动的机械有限，但高速公路的收费站和服务区众多，就栏杆机和恒压供水 系统，变频器的使用量是比较大的，对于较长的隧道的通风系统才需要变频器，用量不是很大，但功率容 量比较大。高速公路使用了变频器后，可提升自动化控制水平，恒压供水和隧道通风系统有一定的节能效果。