CN203968020U - 循环泵变频控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种循环泵变频控制系统，包括系统供电电源以及用于对循环泵电动机进行控制调试的PLC控制设备，其特征在于：还包括其信号输入端与PLC控制设备的信号输出端连接，其信号输出端与循环泵组电机对应的变频控制端子连接，用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频控制单元。本实用新型能够有效调节循环泵电机的工作频率，减少能源损耗；变频起动后对循环泵电机设备的冲击减少并进而降低运行成本；同时变频控制能够减少机组起动时电流波动，而这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，即变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度，延长电机的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机控制技术，具体的说是涉及一种适用于污泥发酵循环泵电动机变频控制的控制系统。
背景技术
目前，在污泥处理领域循环泵运行时，通常采用以阀门来控制循环泵的流量的运行方式，其阀门的开度一般为30％，但是用阀门控制循环泵流量时，会有一定功率的电能被损耗浪费掉了(即阀门的阻力损失)，且随着阀门开度的减小，这个损耗会相应增加，造成的电能不必要浪费。
那么寻求在不用考虑变换阀门开度的条件下，如何实现转运同样流量的情况下，尽可能避免阀门的阻力损失，进一步提高节能效果是本领域的研究重点之一，在实际工作中，申请人发现利用变频控制原理通过调节(降低)频率的方法来控制调节循环泵的流量，可以有效降低消耗在阀门的功率，能够取得良好的节能效果。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种适用于污泥发酵循环泵电动机用的循环泵变频控制系统，该系统具有控制操作简便、节能效果优异等优点。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：
循环泵变频控制系统，包括系统供电电源以及用于对循环泵电动机进行控制调试的PLC控制设备，其特征在于：
还包括其信号输入端与PLC控制设备的信号输出端连接，其信号输出端与循环泵组电机对应的变频控制端子连接，用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频控制单元。
所述变频控制单元包括用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频动力回路以及用于逻辑控制并进行相应的变换控制的控制回路；其中，所述的变频动力回路包括与电源连接，用于实现变频动力回路的通断的断路器、变频器以及用于实现变频器在相应的工频电网以及变频动力回路之间切换，实现对循环泵电机的变频转换保护的转换接触器；所述控制回路包括用于实现对变频动力回路逻辑控制的PLC控制器以及控制相应的变频动力回路通断的继电器。
进一步的，所述的变频器的输出端串接输出电抗器。
所述变频控制单元可对应独立控制一个循环泵电机，也可同时控制多个循环泵电机即对循环泵电机进行控制。
所述系统供电电源、PLC控制设备以及变频控制单元之间通过动力电缆进行连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型能够有效调节循环泵电机的工作频率，减少能源损耗；变频起动后对循环泵电机设备的冲击减少并进而降低运行成本；同时采用变频控制能够减少机组起动时电流波动，而这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，即变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度，延长电机的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的节电原理说明示意图；
图2为本实用新型的系统结构框架图；
图3为本实用新型变频控制单元电路原理示意图；
图4为本实用新型实施例变频控制单元变频动力回路电路原理示意图；
图5为本实用新型实施例变频控制单元控制回路电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
如图1所示，由于水泵是平方率负载特性，因此以某水泵系统为例说明本实用新型的节能原理：图中，曲线①为水泵系统阻力特性，曲线②为工频速度下的水泵流量与压力关系曲线，此时水泵工作在A点，轴功率P1与Q1、H1乘积，即图中面积AQ1、H1A成正比；若要通过阀门将流量从Q1降到Q2，则工作点由A移到C，流量下降，压力上升，轴功率减少不多，减少的能量被阀门消耗；若采用变频调速控制技术，则工作点由A移到B，在满足同样流量Q2的情况下，压力也下降，轴功率大大降低，且没有阀门损耗。
假设电机的运行频率由工频下调到45Hz时，则节电率＝(电机额定功率-电机实际功率)/电机额定功率＝(W工频-W变频)/W工频＝(50Hz-35Hz)/50Hz＝30％；
其中上述公式涉及到的转速与流量、压力、轴功率关系式：
(1)Q1/Q2＝n1/n2；
(2)H1/H2＝(n1/n2)2；
(3)P1/P2＝(n1/n2)3。
基于上述原理，如图2、图3，本实用新型提出的循环泵变频控制系统，包括系统供电电源、PLC控制设备以及其信号输入端与PLC控制设备的信号输出端连接，其信号输出端与循环泵组电机对应的变频控制端子连接，用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频控制单元。
所述变频控制单元包括变频动力回路以及控制回路；所述变频动力回路可对应独立控制一个循环泵电机，也可同时控制多个循环泵电机即对循环泵电机组进行控制。
其中，所述的变频动力回路包括依次连接的断路器、变频器以及转换接触器；
所述断路器与电源连接，用于实现变频动力回路的通断，设立断路器元件，可以帮助变频控制完成变频动力回路的通断操作，并能够在电路和变频器出现短路或过载时提供保护，以在电机维护时切断电源保证操作人员安全。
所述变频器的输出端串接输出电抗器，由于变频器的运行载波频率为固定载波频率，因此无法通过降低载波频率的方式来降低变频器的运行干扰。为保证变频器及电机的顺利运行，在变频器的输出端，加装输出电抗器，输出电抗器可以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压，减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响。
所述转换接触器用于实现变频器在相应的工频电网以及变频动力回路之间切换，实现对循环泵电机的变频转换保护的转换接触器；设置有工频切换器件，以保证在变频器出现故障时，通过自动控制相应的回路将电动机切换回工频电源。
所述控制回路包括用于实现对变频动力回路逻辑控制的PLC控制器以及控制相应的变频动力回路通断的继电器，通过PLC控制器输出的时序控制信号控制继电器(也可使用接触器或者两者结合使用)吸合，达到控制与循环泵电机连接的继电器按照相应的时序控制信号工作的目的。
所述PLC控制器用于将原污泥处理的循环泵的PLC的输出控制点作为变频控制单元中循环泵接触器切换的控制信号，实现对应的逻辑控制，形成主站、从站控制结构。
所述继电器与上述PLC控制器组成对应的逻辑控制电路。
所述系统供电电源、PLC控制设备以及变频控制单元之间通过动力电缆进行连接。
下述为本申请人在实际应用本专利申请内容中涉及的具体实施例：
如图4的变频动力回路：1-6、循环泵电动机，Q11、断路器，Q21、断路器，KM11、转换接触器，KM21、转换接触器，KM1、接触器，KM2、接触器，KM3、接触器，KM4、接触器，KM5、接触器，KM6、接触器，U11、变频器，U21、变频器。每组由6个厌氧罐组成，且每组厌氧罐的循环泵(如图中的标号1-6)循环交替运行，在每个时间段只有一台循环泵在运行，所以在每组厌氧罐的6台循环泵安装二台变频器结构(即变频控制单元)(一用一备)，由自动控制系统即PLC控制设备自动切换，实现循环泵的循环交替运行。
图5的控制回路：1-6、循环泵电动机，K01、继电器，K02、继电器，K03、继电器，K04、继电器，K05、继电器，K06、继电器，KM1、接触器，KM2、接触器，KM3、接触器，KM4、接触器，KM5、接触器，KM6、接触器。上述控制回路包括用于实现对变频动力回路逻辑控制的PLC控制器以及控制相应的变频动力回路通断的继电器与接触器，通过PLC控制器输出的时序控制信号控制继电器与接触器组合实现吸合控制，达到控制与循环泵电机连接的开关器件按照相应的时序控制信号工作的目的。
本案变频控制单元可以设置独立的PLC控制器(如图5)，进行相应的变频切换，也可以直接利用原污泥处理的循环泵的PLC控制设备的输出控制点作为变频控制单元中循环泵接触器切换的控制信号，即在不改变原有的PLC控制设备结构的前提下，向对应电机输送指令信号，控制电机的转速变换，进而实现节能的效果。
上述变频控制单元可以集成于一个变频控制柜，在所述变频控制柜加设变频调速用的电位器，可以根据操作人员的输出频率；加设显示设备与操作面板，与变频控制单元的电器元件相连，直观显示变频控制柜的运行状态，同时方便操作人员控制变频装置的运行，及对电机等被控制设备进行现场操作；还可安装有各种仪器仪表及指示灯，例如电压表、电流表、频率表，及电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯、工频指示灯等，变频控制柜的运行及操作状态，可以直接反应在各项仪表及指示灯上，实现对变频器工作状态的实时监测。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.循环泵变频控制系统，包括系统供电电源以及用于对循环泵电动机进行控制调试的PLC控制设备，其特征在于：
还包括其信号输入端与PLC控制设备的信号输出端连接，其信号输出端与循环泵组电机对应的变频控制端子连接，用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频控制单元。
2.根据权利要求1所述的循环泵变频控制系统，其特征在于：所述变频控制单元包括用于对循环泵电机进行相应的变频控制的变频动力回路以及用于逻辑控制并进行相应的变换控制的控制回路；其中，所述的变频动力回路包括与电源连接，用于实现变频动力回路的通断的断路器、变频器以及用于实现变频器在相应的工频电网以及变频动力回路之间切换，实现对循环泵电机的变频转换保护的转换接触器；所述控制回路包括用于实现对变频动力回路逻辑控制的PLC控制器以及控制相应的变频动力回路通断的继电器。
3.根据权利要求2所述的循环泵变频控制系统，其特征在于：所述的变频器的输出端串接输出电抗器。
4.根据权利要求1所述的循环泵变频控制系统，其特征在于：所述变频控制单元可对应独立控制一个循环泵电机，也可同时控制多个循环泵电机即对循环泵电机进行控制。
5.根据权利要求1所述的循环泵变频控制系统，其特征在于：所述系统供电电源、PLC控制设备以及变频控制单元之间通过动力电缆进行连接。
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| CN201420426647.6U CN203968020U (zh) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 循环泵变频控制系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106329944A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-11 | 济南济钢铁合金厂 | 一种变频器双源给定控制的系统及实现方法 |
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2014
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