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
变频水泵特点及优势：
1、技术先进：变频水泵将真空抑制技术、流体控制技术和智能变频技术等多项先进技术进行融合，全自动无负压变频供水设备与自来水管网直接串接，实现稳压、节能、卫生、安全可靠运行，不产生负压，不用建水池、水箱。
2、卫生无污染：设备为全密封结构，细菌和粉尘不会进入系统；避免了藻类的滋生，防止了水源二次污染及供水水质污染问题，用户使用的是符合国家卫生标准的自来水。
3、节能效果显著：全封闭结构运行，全自动无负压变频供水设备。避免了渗、跑、冒、滴、漏等现象发生，无水池、水箱，节约了消毒冲洗用水。与自来水管网直接串接，可以充分利用自来水原有压力，差多少补多少，自来水满足要求时设备就停止工作。无塔全自动无负压变频供水设备大部分时间在较低频率下运行，耗电量少。采用变频技术，进一步节能，综合节能一般可达50%以上。
4、运行可靠：对自来水管网无影响，设备利用调节罐无负压自动调节，管网增压供水时不会对原管网产生负压，不影响其它用户的正常用水。
5、投资节约：无需修建蓄水池或水箱，节省了土建投资；无需从零加压，因此，全自动无负压变频供水设备。选型较，设备投资减少；水质无污染，不需要净化设备，节省投资。可充分利用自来水管网的压力，能耗小，节省日常的用电开支。没用水池、水箱，节省定期清洗消毒的费用。
6、配置灵活：电气控制部分既可采用变频恒（变）压控制，也可采用压力(BZG气压型）直接控制。
7、投资节约：无需修建蓄水池或水箱，节省了土建投资；无需从零加压，因此设备选型较，全自动无负压变频供水设备，投资减少；水质无污染，不需要净化设备，节省投资。可充分利用自来水管网的压力，能耗小，节省日常的用电开支。没用水池、水箱，节省定期清洗消毒的费用。
8、运行可靠：对自来水管网无影响，设备利用调节罐无负压自动调节，管网增压供水时不会对原管网产生负压，不影响其它用户的正常用水。
优点：
1、采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度快。
2、均配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
3、对水泵均为软启动，延长设备寿命，消除了启动电流对电网的冲击。
4、根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。当一台泵运转六小时或二十四小时，自动切换到另一台。
5、最大的特点为双恒压控制，生活消防可公用的一套设备，为用户节约投资。而且一机两用，大大地提高了使用效率。
6、结构紧凑，占地面积小 ，安装快，投资省，运行稳定。无污染。
缺点：在用水量突变时，反应稍有迟顿，且在有少量用水时，机器不能完全处于休眠状态。
供水原理
变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大。
用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。
变频恒压是用通过采集水压值并与设定的压力值进行比较，以便改变变频器的输出频率（也即改变水泵的转速）来达到恒压的目的。
稳压泵是在水泵的输出口连接一个稳压罐，使得压力的变化放缓。参见下图：
变频泵的工作原理是可以由工频转低频运行，是因为里面安装了变频器。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，可以再不改变电压的情况下调整频率，也可以在频率不改变的情况下改变电压，根据负载需要调整转速，价格虽贵但性能良好，结构复杂但使用简单，是现代控制异步交流电动机启动运行最优秀的设备
利用变频器来改变水泵的转速，来调节水泵的流量和压力，变频器上一般都有闭环控制功能，可以根据压力信号自动控制运行，达到恒压供水。
拓展资料
安装简单、使用方便；水泵试验所有参数一机全部测量，无需再购置其他仪器，方便管理；水泵综合参数测控系统配有各种模拟量信号接口和数字量信号接口，可以直接与电压/电流传感器、功率传感器、互感器、流量计、转速仪、压力计、电子阀、PT100热敏电阻、扭矩仪等仪器连接，使用时只需将所需要的仪器设备接入水泵综合参数测控系统即可，安装简单，一个操作人员即可完成安装工作。
配置灵活；水泵综合参数测控系统的硬件采用模块化结构，并以虚拟仪器显示，方便接口扩展，使用者可以根据自己的需求选择合适的模块来搭配属于自己的系统，比传统的方法更为灵活，数据处理更为快捷，系统的维护和升级更为方便。
人性化的操作界面；水泵综合参数测控系统采用虚拟仪器的形式显示，拥有人性化的操作界面，用户可以根据自身的需求对所采集的数据进行管理。
多种显示方式；虚拟仪器界面提供了数显表、指针式、矩阵三种显示方式，人机界面更加友好。
瞬态数据采集功能；如果选择电子式扭矩仪，电机的输入功率将具有瞬态数据采集功能，能够采集电机启动的瞬时电量参数，并能生成瞬态启动曲线。
标准的试验报告；水泵综合参数测控系统在采集完数据后，可以自动生成水泵性能试验报告，试验报告响应相关国标的要求。
参考资料——百度百科
变频水泵是指在普通增压泵的基础上，辅以必要的管阀部件和变频控制器及传感器元件组成具有全自动功能的恒压供水系统。
变频水泵的特点：
1、高效节能。与传统供水方式相比，变频恒压供水能节能30%-50%；
2、占地面积小，投入少，效率高；
3、配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠；
4、运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上的平均扭矩和磨损减少，水泵的寿命将大为提高；
5、由于能对水泵实现软停和软启，并可消除水锤效应（水锤效应：直接启动和停机时，液体功能的急剧变大，导致对管网的极大冲击，有很大的破坏力）；
6、操作减半，省时省力。
另外特别介绍变频泵省电的特点：变频水泵省电之处就在于非高峰供水的时段，这个时段用水量并没有达到最大额定用水量，显然不需要水泵最高速度运行即可达到用水要求。此时，变频水泵便可以根据用水量的多少自动输出一个适合的频率值，当品质达不到额定50Hz时，水泵的输出功率兵没有达到设定的额定功率，从而实现节能的目的。我们知道，水泵的实际功率P(功率)=Q(流量)╳ H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。所以，水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
如对变频水泵选型有疑问，可咨询耐川自动化。
1，设定压力值： 这个就是变频器带动水泵维持的管道压力数。
2，压力死区时间： 这个是变频器保持压力的来回波动的数值。 比如 满量程是1 你设定压力是0.5 死区时间是2% 那么压力在0.48-0.52 之间 变频器频率不变。 这个主要是避免变频器频繁跳频。
3，设定变频器是PID控制方式
4，有时需要设定传感器短线保护和缺水保护。
5，设定变频器休眠功能。
6，设定极限压力 当压力超过这个值时 变频器要停机 以免把管路鼓了。
还有加减速 PID反应速度 等等
