变频水泵的控制原理
现代大厦都采用集中供冷（水），而分散的中央空调机组和众多的风机盘管，随时都在调节过程中，冷冻水的使用量也在不断变化。在供水管和回水管之间加装一只压差传感器，将压差数值转换成标准信号，送到微处理器，该数据经处理系统计算并与设定压力值比较后，给出比例调节（PID）后的输出频率，以改变水泵电动机的转速，从而来控制供回水管之间的压差恒定，形成一个完整的闭环控制系统。当管道用水量加大时，管道内的压差下降，通过控制回路使变频器输出频率上升，电动机转速上升，使管道内的压差回升至设定值；反之，频率会降低，管道内的压差回落，从而使冷冻水循环泵的转速（即改变冷冻水流量）跟踪冷冻水的需求量而变化，更好地解决压差平衡，最终达到供回水压差恒定的目的。冷冻水水多台，示所2 图成，如组水泵环循多台由可系统循泵处于并联工作，配置一台智能控制器，实现一台电动机在变频方式下工作，其余几台电动机在工频状态下工作。
图2 冷冻水循环水泵控制电路
在工频多泵并联+ 变频恒压供水系统中，当冷冻水的用水流量小于一台水泵在工频恒压条件下的流量时，则由一台变频水泵调速恒压供水，当冷冻水用水流量增大时，变频泵的转速自动上升；当变频泵的工作频率上升至50Hz 仍达不到设定压差时，变频供水控制器将自动启动一台工频水泵投入工作，这时变频水泵和工频水泵并联工作，工频水泵提供恒定的流量(工频转速恒压下的流量)，变频水泵转速将随着用水流量的大小而变化，从而调节供水量如果用水量继续增加，则其余各并联工频水泵将按相同的原理相继投入运行。当冷冻水用水流量下降时，管道压差提高，变频调速泵的转速下降，当频率降低到一定值（如10Hz）时并经一定延时后，变频供水控制器发出一个指令，自动关闭一台工频水泵供水；如果用水流量继续下降，变频调速泵的频率再一次低到10 Hz ，则再切出一台运行在工频的循环泵；其余各并联工频水泵将按相同的原理相继退出运行。当用水流量接近于零，变频水泵处于自动停止状态 ，从而可以做到不用水时没有能量损耗，具有最佳的节能效果。为了减少工频泵自动投入或退出时的冲击(水力或电流冲击)，所有水泵都具有软启动功能，变频控制器能够自动控制电动机转速的上升，下降。在投入时，变频水泵的转速自动下降，然后慢慢上升以满足恒压供水的要求。在退出时，变频泵的转速应自动上升，然后慢慢下降以满足恒压供水的要求。
2.2 在补水定压装置中的应用
变频调速控制的补水系统如图3 所示，该系统由回水压力传感器、变频器、补水泵和装在循环泵房内的软水箱等组成，这些设备组成一个闭环系统。当循环系统的压力值设定后，如果系统有瞬时水量损失时，压力传感器的压力值将下降，导致变频器的输出频率增高，使补水泵转速增大，从而使循环水系统补水点压力恒定在系统要求的静水压力值上。该系统具有水泵运转低速平稳，使用可靠，寿命长的特点。
图3 补水定压装置原理框图
2.3 在楼宇自动化恒压供水中的应用
恒压供水是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式，以保障住宅建筑的自动恒压供水。该系统的结构框图如图4 所示，由电动机变频调速装置与可编程控制器(PLC) 构成控制系统。系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能，系统通过安装在出水总管上的压力传感器、流量传感器，实时地将压力、流量转换为电信号，输入至可编程控制器的输入模块，信号经CPU 运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出最佳的运行工况参数，由系统输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，对恒压供水进行优化控制，自动控制电动机的投运台数和电动机的转速，从而使给水总管压力稳定在设定的压力值上。
图4 楼宇自动化恒压供水原理框图
2.4 在楼宇消防给水设备中的应用
楼宇消防给水系统如图5 所示, 消防水管路系统中的水压应始终保持在一定的压力值，图5 中的1 号泵和2 号泵为变频稳压泵，3 号泵和4 号泵为大功率消防泵。平时压力传感器对管路上水压进行检测，检测的信号送至控制器，再由变频器控制1、2 号泵交替工作。水泵的转速始终跟踪设定的消防压力值，从而保证平时稳定的消防压力值。当出现火警打开消防栓时，通过控制器启动3 号或4 号消防泵（3 号、4 号互为备用）开始工作，提供较大的消防用水。
图5 楼宇消防给水系统原理框图
2.5 在排风机中的应用
地下停车场（库）的换气控制系统如图6 所示， ，排风机的排风量要求是根据换气次数标准计算出来的，它必须满足“最大需求量”原则。但事实上一个环境的排风量并不是一个定数。地下停车场（库），在不同时段的停车量是变化的，即废气的排放量时刻在变化。该系统采用CO2 传感器检测车库空气质量，并由控制系统控制变频器输出，以改变风机的转速，从而改变排风量的大小，风机无须始终运行在高速排风状态，这样既节省能源也减少了噪音污染。
图6 排风机控制系统原理框图
变频器控制水泵注意事项：
变频水泵根据用户用水量自动调节某台水泵的转速或多台水泵投入/退出运行，使供水管网压力保持恒定的理想供水方式。
例如 贵项目每天用200吨水，每个小时大约用25吨水左右，采用变频运行原理。一控二 共2台3kw水泵。
当有人用水时，水泵开始变频运转，满足用户用水量。
当晚上少量人用水时，需要用水，无需启动水泵，只要用稳压罐里储存的水即可。小流量稳流保压，减少水泵的频繁启动，从而达到节水节电的效果。
当用水低峰期只需要用10吨水时，水泵变频运转，低转速运行，这时水泵所需要的功率只要2.5kw左右。2#水泵作为备用泵与1#水泵交替运行，从而达到节电的效果。
水压受水泵控制，针对离心式水泵出口压力有：p/pn=(n/nn）*(n/nn）
注：p为水泵实际出口压力，pn为水泵额定出口压力，n为水泵实际转速，nn为水泵额定转速.
水泵与其配套电机一般通过联轴器直链，水泵转速=电机转速，电机转速由自身特性影响：nn=60f/p
注：f频率，p极对数（p电机制造完成后就固定）
变频器改变电机输入电源的频率（一般为0-50hz可调，特殊的一般需要厂家定做），变频器一般是把市电50hz整流后（直流）逆变成电源频率可调的装置。
综上：变频器通过改变其电机电源的频率来改变电机（水泵）转速来调节水泵出口压力。
只是个人浅薄看法，若有不适之处，望斧正。谢谢。
成正比，与其电动机的极对数成反比，因此通过改变电源的频率可改变电机的转速。同样，在理想状态下，理论上水泵的流量Q与其转速成正比关系，与其扬程成平方关系，（但受外管路水系统阻力等相关系，扬程与流量又有密切的关系，其关系比较复杂。但一点是肯定的，泵的流量与转速是成非线性正比关系）。因此改变电机的供电频率（通过变频器）能达到改变泵输出流量，这样以满足工艺需要及节电的目的，这就是水泵的变频控制。
当不改变电机转速（通过变频），而用调节泵的出口阀改变泵出口阀前压力，也可改变泵的流量，这可从泵的压力流量曲线上直接查得，这当然就是定频控制了，但这会影响泵的效率而浪费电力。
用变频器控制水泵供水，水泵电机要带变频.。水泵的动力源来自电机，要起到变频调速，原则上是要用变频电机。
变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器的主电路大体上可分为两类：
电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
扩展资料：
水泵电机的特殊性：
泵类负载专用电机有卧式和立式两种应用结构，具有三大技术特征：启动力矩相对较小，启动频次相对较少，连续运行时间相对较长。
通常水泵电机多数为鼠笼转子的异步电动机或同步电动机，电机功率大于轴功率一个等级，且选用电机极数与泵的扬程、流量紧密相关。
如轴功率为22kW，选择30kW电机；2极电机一般用在扬程微高、流量不大情况下；流量大、扬程小的场合可选择4极电机；超大流量、较低扬程选择4或6极电机。
通常水泵电机多数为鼠笼转子的异步电动机或同步电动机，电机功率大于轴功率一个等级，且选用电机极数与泵的扬程、流量紧密相关。
如轴功率为22kW，选择30kW电机；2极电机一般用在扬程微高、流量不大情况下；流量大、扬程小的场合可选择4极电机；超大流量、较低扬程选择4或6极电机。
一、通电前的准备工作：
1、先检查变频器的接线和配线。
a、检查进出线主电源连接是否正确、可靠。电源电压的等级是否符合变频器使用说明的要求，连接是否牢固。绝缘层有无破损。仔细检查端子排有无松脱，是否存在短路等隐性故障。接地是否良好。
b、检查变频柜内控制回路的进线连接和电压等级是否符合变频柜的应用要求。各连接线连接是否牢固，绝缘层有无破损，各电路板连接插头接插是否牢固。
c、清理变频柜内部杂物，再次确认主电源进线、控制回路线路、接地线、零线的连接有无不当之处.保持变频器周围的环境清洁、干燥，严禁在变频器附近放置杂物。认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。
2、咨询用户的系统控制要求及管网压力设定要求，记录下来。
3、如果变频柜控制的是潜水泵，咨询用户明确潜水泵的电机相关参数：额定功率、额定转速、额定电流等，确认后纪录下来。如果控制的是离心泵或风机就将电动机铭牌上的参数记录下来，以便在进行变频器的程序设定时能将电动机的参数准确输入，从而实现变频器保护的准确和控制的精确。
4、检查用户的管网安装连接是否符合我们的安装图，如果用户未按照我们的图纸安装施工，特别要注意的是单流阀和检测仪表的安装位置。我们要向用户陈述让其明白不当安装的利害关系。
其一，如果控制的是深井潜水泵，不安装单流阀在停泵的时候，管道中的水会往井内倒流这样不仅造成了电能的白白浪费。又因潜水电泵是禁止反转运行的而水在回流的过程中会引起潜水电泵的反向运转，常期会造成潜水电泵内的紧固件松动，发生机械故障。
其次，因为我们的供水管道是个全密闭的系统，管道中的水在往井内回流的过程中，会在管道内部形成近似真空的状态，而我们安装在管道上的压力检测仪表会因为管道内的真空负压反吸而造成损坏，进而造成我们的设备因检测仪表的失灵而无法启动。
二、通电后启动前的准备工作：
1、合上空气开关，观察变频器键盘显示屏有无异常显示，听听变频器内有无异常的响声振动或糊味。
2、进行程序设置。如果是闭环控制系统按照闭环控制的要求，将系统的闭环控制参数逐一设置。确认电动机的参数设置是否正确，变频器的保护参数值设置是否恰当。控制方式是否符合要求。注意在初期调试的过程中比例增益P不可以调的太大，也不可以太小。积分时间T不可以调的太短，但也不可以调的太长。
3、我们很多厂家的变频器。按照变频器的键盘显示程序设置后，在停机的状态下，键盘显示屏能显示反馈信号的大小。当我们拨动压力检测仪表的时候，在变频器的键盘显示屏上会看到，在设定的显示位置上有一个数值随着仪表的拨动产生着变化。这个数值就是压力检测仪表传送到变频器上的反馈显示值。
三、通电后启动时的工作：
1、先将出水总管上的总阀门关闭或只开1/3状态即可。
如果我们控制的是离心泵，用我们的肉眼可以看到水泵的旋转方向。如果发现旋转方向不对，停机后将方向调整过来即可。
如果我们控制的是深井潜水电泵，因为水泵机组在地下的井水中我们无法看到它的旋转方向，但是我们可以将潜水电泵启动起来后，观察潜水电泵的出水情况、工作电流及运转的声音。如果听不到井管内有出水的声音或出水量小，压力检测仪表不见有压力上升或上升的小，电流表显示电流又大，运转声音也大，说明我们的潜水电泵的方向有可能不对。
将电机的电源线调整一下，再次启动，比较两次的区别，出水量大，压力表显示压力能快速上升而且能上到我们的设定值，运转电流稳定，运转声音正常的就是正确方向。
1、普通模式，就是不是恒压供水的模式。
水泵的转速也就是出水压力是变化的，在这种模式下，只需要通过上下按钮调节变频器的输出频率就好了。
2、PID模式，也就是闭环控制模式。
管道上安装有压力变送器，将压力信号转变为4-20mA信号输入变频器，变频器根据当前压力与内部设定的压力进行比较，自动改变输出频率，控制水泵加速或减速，使管道内保持一个恒定的压力。这种模式，需要调节变频器的内部给定值。
2、并联的给水泵一般多是同型号的，投入并联水泵的必要条件是并联水泵的工作点压力相同，投入备用泵必须满足这个条件。这个要用到水泵控制器或者通过变频器内部的逻辑关系来实现。对于单变频控二控三等系统，如果正在运行的给水泵是变频运行，备用泵启动后变频达到运行系统的工作参数后将备用泵并入系统。也可以将运行的变频泵切换至工频泵后变频启动另外一台备用泵。
3、如果并联水泵是交替轮换运行，投入过程也是一样的。
2.如果不能正常启动或者停止，说明传感器或者变频器部位有故障，或者设置不正确。
3.如果能够正常启停，说明调节参数有问题，可以把压力范围调节小一些，不要等到压力特别低了再启动。
