变频器拖动热电厂给水泵调速电路实例

1.系统构成

在电厂锅炉给水变频系统中，变频系统的主控单元采用了Sanken-IPF系列可编程序控制器，执行元件为变频驱动的给水泵，控制参数为给水母管压力。控制电路则是根据给水母管的实际压力进行调节的，其目的是使给水母管压力在给水泵供水过程中保持稳定。当实际压力产生变化时，装置通过压力检测单元将测出的压力信号转换成电信号，经A/D转换，送至PLC，经过PID控制算法计算后由D/A单元输出给变频器。变频器再通过输出不同的电压及频率来控制给水泵的转速，从而改变给水泵的供水量。

实现给水母管压力稳定控制功能的系统如图4-38所示。给水系统中仅有两台（3＃和4＃）水泵接入变频调速系统运行。现场给水泵电动机的接线方式如图4-39所示。K1作为变频器电源开关，K2为4号泵工频起动开关；为了能达到检修及更换泵组的要求，K3、K4分别为3＃、4＃泵变频投入开关。

图4-38 系统框图

图4-39 给水泵电机接线方式

系统中采用三菱触摸屏，使该系统具有良好的人机界面，同时还能显示变频器的输出频率、给水母管压力及故障情况。并且，对操作人员的每一步操作均有提示，防止误操作。

变频器投入自动运行后，系统会根据给水母管压力的大小自动调节变频器的输出频率。当给水母管压力低于设定值时，变频器的输出频率增加，如果输出频率达到50Hz时，母管压力还没有达到设定值，这时触摸屏显示增泵信号，提醒值班员起动其他工频泵。当给水母管压力高于设定值时，变频器的输出频率减少，如果输出频率降到30Hz时，给水母管压力还没有降到设定值，这时触摸屏显示减泵信号，提醒值班员停止其他工频泵。考虑到电动机运行时发热温升需要冷却这一点，故将最低频率值设定为30Hz。(www.xing528.com)

2.变频运行的特点

给水泵变频系统除了节能外，水流量控制特性以及电动机和水泵的运行特性明显改善，其主要优点有：

①变频系统能根据给水母管压力的变化，调节给水泵的出水流量，以保证给水母管水压稳定。实现给水母管恒压控制，只需改变给水母管压力设定值，不需调整节流阀，运行自动化程度大为提高，运行和维护工作量降低。

②在未采用变频运行时，若在管道压力降低节流调节时，流量变小时，管道压力反而升高，容易爆管，不利于管道安全运行，而采用变频调节后，流量变小时，管道压力亦变低。

③给水泵的起动方式为变频软起动，有效地减少了电动机起动时大电流的冲击，因此，变频运行完全消除了因直接起动造成的对电动机、水泵和电网的冲击，降低了电动机故障率，延长了水泵、电动机的使用寿命。

④功率因数提高，从电网侧看，工频运行时功率因数为0.85左右，变频运行时功率因数达到0.95，即使同样是满负载运行，变频运行时，高压输入电流明显比工频运行时小，这也有利于节能和设备安全运行。

⑤电动机和水泵运行寿命延长。设备转速降低后，运行噪声降低，磨损减少，设备寿命延长。

⑥控制响应速度快。改变水压设定值后，装置迅速改变运行转速，使给水母管水压迅速跟踪设定值。