前言

在了解變頻供水設(shè)備的工作原理之前，首先我們要明白什么是變頻供水設(shè)備。變頻供水設(shè)備的全稱是變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，它是指采用交流變頻器來驅(qū)動水泵電機并能根據(jù)管網(wǎng)壓力變化實時調(diào)整水泵的運行速度以達到壓力壓力趨于恒定的二次供水系統(tǒng)。因此，變頻供水設(shè)備的核心就是自動調(diào)速。

變頻供水設(shè)備的水泵為什么要調(diào)速

供水設(shè)備上的水泵如果直接接通電源就會全速運行，也就是說水泵會直接工作在全載狀態(tài)的，不管用水量多少都不會改變，我們知道水泵的流量和壓力是成反比的，也就是流量變小的情況下壓力會變大，因此，如果水泵不經(jīng)過變頻器驅(qū)動而直接接通電源的情況下，當管網(wǎng)用水量減小的時候，管網(wǎng)的水壓會急劇上升;反之當用水量增大，壓力又會迅速下降。整個用水過程壓力波動非常大，這樣不僅用水體驗不好，還容易出現(xiàn)爆管危險。但如果如果能控制水泵的運行速度：小流量時低速運行，大流量時高速運行，這樣就能就解決了用水量變化時候水壓波動大的問題。由此，變頻調(diào)速控制應運而生。那么，水泵如何調(diào)速才能做到恰到好處?

變頻供水設(shè)備調(diào)速的理論依據(jù)和原理

我們已知：三相異步電動機的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系公式為n=60f/p，其中

n：電機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分鐘

f：電源頻率，在我國為50Hz

p：電機磁極對數(shù)

從公式我們可以看出，電機轉(zhuǎn)速與頻率高低是成正比的，也就是電源頻率越高，電機轉(zhuǎn)速越高;輸出頻率越低，電機轉(zhuǎn)速越低。如果能改變電機的轉(zhuǎn)速，那么同一個型號的泵，當轉(zhuǎn)速改變的時候，工作點(流量揚程參數(shù)點)都會跟著發(fā)生變化。即用水量少的時候低轉(zhuǎn)速低載荷運行，用水量大的時候高轉(zhuǎn)速全載輸出運行。

　　從上面可以看出，要改變水泵的速度很容易，但是如何根據(jù)我們的想法去改變，這需要引入PID閉環(huán)控制這個概念。

PID閉環(huán)控制——變頻供水設(shè)備運行速度控制原理

從上面介紹可知，改變電源頻率可以改變水泵運行速度，那么速度如何來變化才符合供水需求呢?PID閉環(huán)控制理念可以輕松解決這一問題。PID控制是基于模糊動態(tài)控制的，基本原理是維持一個被控制量基本不變，就應該引這個量與目標量的恒值比較，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。也就是說我們要想保持供水設(shè)備水壓的恒定，就必須引入水壓反饋值與目標給定值來比較，如果目標壓力值-反饋壓力值的結(jié)果較大，則證明壓力變化大(根據(jù)水泵流量和壓力成反比特性，壓力變化大證明用水量大了)，此時需要增加輸出頻率以提升水泵運行速度補水;如果目標壓力值-反饋壓力值的結(jié)果較小，則證明壓力偏差小(根據(jù)水泵流量和壓力成反比特性，壓力變化小證明用水量小了)，此時需要降低輸出頻率以減速。如果目標壓力值=反饋壓力值，證明壓力無變化或變化極小，此時證明用水量極小或已無人用水，可以考慮休眠待機。如此往復循環(huán)，即便實現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓給水的過程。變頻供水不僅是壓力恒壓，還可以實現(xiàn)負載軟啟動和變功率運行，實現(xiàn)水泵的節(jié)能和長壽命運行。