摘要：介绍了新型三菱变频器FR-F700的特点，阐述了恒压补水控制的基本原理，设计了变频恒压补水系统的控制方案。进行了变频恒压补水系统的性能分析和经济效益分析。实际运行表明，系统运行稳定、可靠、节能。
关键词 ：；恒压补水；节能
  
      冬季供暖在我国北方地区非常普遍，随着人们生活水平的提高，用户对供暖质量的要求也在不断提高。供暖系统压力的稳定直接关系到热水锅炉的供热质量。要想保持供暖系统压力的稳定，补水系统的压力稳定是关键。恒压补水是指在小区供暖系统 中用水量发生变化时，始终保持 回水压力不变，这样既保证了供水能力，使系统管网压力稳定，又使供暖质量大大提高。
  
1 新型三菱变频器 FR—F700简介
  
      三菱电机公司生产的新一代 FR—F700通用最适合风机、泵类负载使用。秉承FS00的优良特性 ，操作简单，并全面提升各种功能 ：
（1）新开发的节能监视功能让节能效果一目了然。新增 v／F曲线 5点可调整功能。
（2）采用长寿命设计，维护简单，使用安全，同时还具有{zxj}的寿命诊断及预警能。
（3）内置噪声滤波器，并带有浪涌电流吸收回路。
（4）新增了 RS一485端子，增加支持 Modbus—RTU（Binary）协议。
（5）反向起动功能 ，再生制动 回避功能，还增加 了 PIE热电阻输入。
（6）其功率范围：0.75kW 630kW （三相 380V，FR—F740一CH系列）
（7）内置的 PID功能，使用极其方便。
  
2 变频恒压补水的原理及控制方案设计
  
2．1 变频恒压补水的原理
      变频恒压补水系统采用一个压力变送器（输出信号为 4—20mA）：1～ $1"水汽包中的压力， 压力变送器的输 出信号作为系统的反馈信号。系统的控制目标是泵站补水汽包的压力，系统设定的给水压力值与反馈的压力实际值进行比较，其差值输入 PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制水泵转速 ，完成补水压力的闭环控制 ，从而实现管 网流量变化时达到稳定补水压力 和节约电能的目的。
  
2．2 系统方案设计
      该系统是为了满足某小区集中供暖的供暖质量而设计的。有两台60kW电机作为循环泵用（一备一用），两台7．5kW电机作为补水泵用（一备一用），这里假设循环泵工作正常，经测算和实验表明，一 台7．5kW电机足以满足补水的需要。现用一台新型三菱变频器 FR—F700系列的产品 FR—F740—7．5K—CH来实现补水汽包的恒压（0．2MPa）。压力变送器选用 YGS一3（选用0-0.4MPa量程）两线制仪表。由于YGS一3两线制压力变送器本身不带电源 ，因此 ，需要外加一 +24V电源串接到压力变送器 回路 中。变频器使用外部操作方式。由于要用 PID调节和4 20mA电流信号输入，因此，需将变频器的 RT和AU端子置为有效，连接方式如图1所示 。
  
2．2．1  主回路控制方案
    系统的主回路如图 1所示。系统有手动和 自动两种运 行方式。IQF为手动（工频 ）回路，2QF为自动（变频）回路。手动时加过载热保护，自动时由变频器参数设定过流保护。


  
2．2．2 控制 回路控制方案
      系统控制回路如图2所示。当控制方式打到手动时，即进人手动运行方式，此时可通过控制柜的按钮 IST或2ST直接工频启动任一电机。此工作方式在变频器损坏或水泵巡检时使用 ，这时无法使用变频功能。
      当控制方式打到自动时 ，即进入自动运行方式，此时通过控制柜 3ST按钮启动变频器 ，变频器将根据设定实现自动恒压补水。
  
2．3 参数设定
      变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的，如果参数设定不当，不能满足生产的需要 ，导致起 、制动失败或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块 IGBT或整流桥等器件 J。三菱变频器参数达几百个以上，调试时，大多数参数可不变动（按出厂值不动即可），只要把使用时原出厂值不合适的予以重新设定就可。如外部端子操作、{zg}频率、上下限频率、起动时间、过流保护、过压保护、PID参数等必须要调整，当运转不合适时，再调整其他参数。

根据该系统的实际需要，对变频器的参数做如下设定：
（1）根据用户对运转指令要求，选择外部启停，选 Pr79=2。  ·
（2）根据补水的实际需要，设定上限频率 Pr1=50Hz。
（3）由于加速过快时容易引起过流保护，设定加速时间Pr7=10s。
（4）停泵时宜长不宜短，快速制动易产生“水锤”，设定减速时间Pr8=15s。
（5）根据 7．5l  电机额定电流的匹配 ，设定过电流保护 P19=18A。
（6）由于使用 4—20mA反馈信号，设定端子4输入选择 Pr267=0。
（7）简易磁通矢量控制 ，设定 Pr80=7.51。
（8）PⅢ 控制自动切换频率，设定 Pr127=50Hz。
（9）PⅢ 动作选择，设定 Pr128=21。
（10）比例带，设 Prl29=80％。
（11）PⅢ 积分时间，设 Pr130=0．5s。
（12）PⅢ 目标设定 Pr=50％。
（13）第 2功能信号（RT）的动作选择，设定 Pr155=0。
（14）输入端子（1iT）功能选择 ，设定 Pr183=14。
（15）输入端子（AU）功能选择，设定 Pr184=4。  
  

  
3 性能分析与节能效果分析
  
     水泵是按工频运行设计的，同步转速为n=60f／p，其中磁极对数 p在厂家制造出来时已经是 固定的，只有通过改变频率 来改变转速 。通过变频技术来改变补水泵的流量，水泵消耗功率与转速的三次方成正比，即 N=Kn³，其中N为水泵消耗功率，n为水泵运行时的转速， K为比例系数。事实证明，使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频转速降低 20％，从而大大降低能耗，节能效率可达30％～40％。
  
4 结束语
  
      恒压补水技术因采用改变电动机电源频率，与通过调节阀门开度控制水泵出口压力的方式 比较 ，具有降低管道阻力、大大减少截流损失的效果。而且由于工作在变频工况，在水泵出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。另外，因实现恒压 自动控制，不需要操作人员频繁操作，工作正常时，可实现无人值守，降低了人员的劳动强度，节省了人力。该系统的实际运行效果表明，采用这种设计方案全面提高了小区供暖补水系统的可靠性、动态性能指标和经济技术指标。