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      供水系統建設中機電一體化的運用

      時間:2019-07-26 來源:科技風 作者:王學林 本文字數:2164字

        摘    要: 供水系統的建設中, 使用機電一體化, 對水泵電機的速度進行調整, 保證管網水壓恒定。此方法是現在常用的供水系統施工技術。本文對機電一體化進行簡單的介紹, 重點闡述了在供水系統中的應用方法:先講述了機電一體化在供水系統中的構造, 主要由微機控制器進行數據的自動化調整, 并向變頻器下達指令, 完成供水過程。然后通過變頻調速技術, 對水泵的使用進行講解, 保證整個供水系統運行的最佳化。

        關鍵詞: 機電一體化; 供水系統; 變頻調速;

        凈水廠供水系統中, 水泵是主要供水部件, 可以為人們生活和工作提供足夠的水量, 傳統供水系統中, 水泵的使用不但令電能有所增加, 水資源還浪費嚴重。隨著技術的發展, 摒棄傳統供水水泵的使用, 增加機電一體化, 結合人們對水量的要求, 調節水泵轉速, 減少電能的使用, 提升水資源利用率, 實現水資源的長久使用。

        一、機電一體化介紹

        機電一體化包括:計算機技術、電機泵、變頻技術, 在供水系統中的運用, 其中最重要的是使用變頻器, 調節水泵電機的速度, 保證供水壓力的穩定。目前在供水系統的建設上, 是一種行之有效的方法, 代替傳統建筑供水系統中水箱和水塔的運用, 滿足人們使用水量和供水壓力的需求, 為管網提供恒定壓力, 提升供水提供工作的節能水平。[1]機電一體化中變頻調速器有濾波電路、GTR、整流電路等組成。380V工頻三相電源, 經變頻器的轉變, 變為逆變器, 并經過SPWM電路控制, 最終輸出一個正弦波的等效波形電動機, 調節電壓, 保證供水系統電壓恒定。

        供水系統中, 使用機電一體化的優勢有很多, 主要有:操作比較簡單;通過顯示屏顯示相關具體數據, 直觀向工作人員展示運行參數;檢修和維修相對簡單, 可以快速進行維修;功能較多, 可以結合供水系統需求, 科學組合;具有一定轉差補償功能, 調整機電設備數據, 保證供水穩定;和計算機連接, 可以令技術人員有效掌握有關數據;自動增加或減少供水速度, 減少電機啟動和減速裝置, 提升工作效率。

        二、機電一體化在供水系統中的應用

        我國城市供水泵站的工作, 隨著城市居民對水量需求的變化而發生變化, 在小區水站供水時, 需要結合居民生活規律, 進行供水系統的調節, 如居民在早上和晚上需水量增多, 日常工作時間在公司, 沒有用水需求。供水系統供水時就要針對此規律進行, 通過機電一體化的應用, 有效調整水泵供水速度, 降低資源浪費, 機電一體化中的變頻調速就是現在最高效的設備,

        從圖中可知, 由微機控制器進行調配, 當壓力傳感器將供水系統中的壓力信號, 傳輸到微機控制器中, 微機發出控制指令, 改變變頻器輸出頻率, 控制水泵機組中相關設備工作, 如調整水泵工作轉速。此時結合人們對水資源的需求, 設置管網壓力值, 最終產生閉環自動調節系統。此系統中最主要的是控制器發出指令環節, 為了提升發出指令的準確性, 需要使用現代最先進的計算機系統, 令其內部建立波形發生器, 對外輸出準確的信號, 產生環節跟蹤電機的相應轉速。還可通過有功電流, 對實際工作情況進行檢測和調節, 實現電機轉速自動化調整。

      供水系統建設中機電一體化的運用

        當建筑或者小區中對水需求增加, 或者是在早晚用水高峰期, 為了保證供水穩定, 可以使用兩臺主泵電機, 循環切換工作, 還可再加入輔助電機, 工作流程如右圖。圖中1#和2#泵為主泵, 在供水系統中循環切換啟動, 3#為輔助泵。實際工作時, 1#水泵先運行, 利用管網壓力傳感器轉變水壓信號, 然后再輸送到微機控制器中, 和預設值進行對比, 輸出最精確的數據后, 控制機電一體化設備頻率輸出, 調整電電機和水泵的轉速。當1#變頻泵工作時, 額定轉速中管網供水壓力小于設定值時, 1#泵中自動轉換至標準工頻, 待需水量大時, 2#泵進行工作;當需水量減少時, 管道壓力和預先設計值不相符, 2#泵頻率逐漸下降, 直到停止運行, 由1#泵單獨工作。按照上述順序進行設計, 最終實現供水系統自動恒壓供水。此計劃的實施, 需要注意3#泵的運用。如果建筑或者小區中用水量變化與水泵供應量不符, 1#和2#泵同時處于變頻超低速運行, 不是最好的選擇, 此時輔助泵就起到了作用, 待兩個主泵在工作中, 變頻速度低于一定程度后, 即可自動停止工作, 由輔助泵進行工作。當供水量增加時, 1#和2#泵逐漸恢復工作狀態, 為了減少水泵工作中出現震蕩性停止和開啟的情況, 可以將1#和2#泵和輔助泵中, 安裝定時器, 控制水泵工作時間, 一般情況下, 水泵最低變頻率設置為30HZ, 輔助泵功率的選擇結合供水系統中的用水量。

        水泵工作示意圖
      水泵工作示意圖

        如一小區中有居民450人, 該小區使用三臺水泵工作, 兩個功率為5.5kW, 一個水泵3kW輔助水泵, 供水時, 結合居民用水量調整水泵工作數量, 如平時開啟一臺, 用水量大時開啟兩臺。通過機電一體化中的變頻調速技術, 耗能小, 平均一天只消耗35kW·h。[2]機電一體化在供水系統的運用, 是科學技術發展的必然趨勢, 其中變頻調速技術, 已經得到建筑工程中使用人員的廣泛使用, 可以有效的解決水資源, 令整個控制系統更加便捷和完善, 降低成本輸出, 做到節能化管理。

        三、結論

        綜上所述, 建筑或者小區中供水系統的建設, 使用機電一體化, 可以有效的解決水資源的自動化控制和節能問題。其中變頻調速技術, 在國內范圍內, 都處于領先水平, 在供水系統中的運用, 有很高的價值, 減少水資源的浪費, 促進能源的可持續發展。

        參考文獻

        [1]魯鋒.變頻調速技術在旋流井系統中的節能應用[J].節能, 2019, 38 (02) :59-61.
        [2]鐘克.機電一體化技術在醫院后勤管理中應用的重要性[J].自動化應用, 2018 (04) :155-156.

        王學林.機電一體化在供水系統的應用[J].科技風,2019(20):217.
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