供水系统建设中机电一体化的运用

　　摘    要：　供水系统的建设中, 使用机电一体化, 对水泵电机的速度进行调整, 保证管网水压恒定。此方法是现在常用的供水系统施工技术。本文对机电一体化进行简单的介绍, 重点阐述了在供水系统中的应用方法:先讲述了机电一体化在供水系统中的构造, 主要由微机控制器进行数据的自动化调整, 并向变频器下达指令, 完成供水过程。然后通过变频调速技术, 对水泵的使用进行讲解, 保证整个供水系统运行的最佳化。

　　关键词：　机电一体化; 供水系统; 变频调速;

　　净水厂供水系统中, 水泵是主要供水部件, 可以为人们生活和工作提供足够的水量, 传统供水系统中, 水泵的使用不但令电能有所增加, 水资源还浪费严重。随着技术的发展, 摒弃传统供水水泵的使用, 增加机电一体化, 结合人们对水量的要求, 调节水泵转速, 减少电能的使用, 提升水资源利用率, 实现水资源的长久使用。

　　一、机电一体化介绍

　　机电一体化包括:计算机技术、电机泵、变频技术, 在供水系统中的运用, 其中最重要的是使用变频器, 调节水泵电机的速度, 保证供水压力的稳定。目前在供水系统的建设上, 是一种行之有效的方法, 代替传统建筑供水系统中水箱和水塔的运用, 满足人们使用水量和供水压力的需求, 为管网提供恒定压力, 提升供水提供工作的节能水平。[1]机电一体化中变频调速器有滤波电路、GTR、整流电路等组成。380V工频三相电源, 经变频器的转变, 变为逆变器, 并经过SPWM电路控制, 最终输出一个正弦波的等效波形电动机, 调节电压, 保证供水系统电压恒定。

　　供水系统中, 使用机电一体化的优势有很多, 主要有:操作比较简单;通过显示屏显示相关具体数据, 直观向工作人员展示运行参数;检修和维修相对简单, 可以快速进行维修;功能较多, 可以结合供水系统需求, 科学组合;具有一定转差补偿功能, 调整机电设备数据, 保证供水稳定;和计算机连接, 可以令技术人员有效掌握有关数据;自动增加或减少供水速度, 减少电机启动和减速装置, 提升工作效率。

　　二、机电一体化在供水系统中的应用

　　我国城市供水泵站的工作, 随着城市居民对水量需求的变化而发生变化, 在小区水站供水时, 需要结合居民生活规律, 进行供水系统的调节, 如居民在早上和晚上需水量增多, 日常工作时间在公司, 没有用水需求。供水系统供水时就要针对此规律进行, 通过机电一体化的应用, 有效调整水泵供水速度, 降低资源浪费, 机电一体化中的变频调速就是现在最高效的设备,

　　从图中可知, 由微机控制器进行调配, 当压力传感器将供水系统中的压力信号, 传输到微机控制器中, 微机发出控制指令, 改变变频器输出频率, 控制水泵机组中相关设备工作, 如调整水泵工作转速。此时结合人们对水资源的需求, 设置管网压力值, 最终产生闭环自动调节系统。此系统中最主要的是控制器发出指令环节, 为了提升发出指令的准确性, 需要使用现代最先进的计算机系统, 令其内部建立波形发生器, 对外输出准确的信号, 产生环节跟踪电机的相应转速。还可通过有功电流, 对实际工作情况进行检测和调节, 实现电机转速自动化调整。

　　当建筑或者小区中对水需求增加, 或者是在早晚用水高峰期, 为了保证供水稳定, 可以使用两台主泵电机, 循环切换工作, 还可再加入辅助电机, 工作流程如右图。图中1#和2#泵为主泵, 在供水系统中循环切换启动, 3#为辅助泵。实际工作时, 1#水泵先运行, 利用管网压力传感器转变水压信号, 然后再输送到微机控制器中, 和预设值进行对比, 输出最精确的数据后, 控制机电一体化设备频率输出, 调整电电机和水泵的转速。当1#变频泵工作时, 额定转速中管网供水压力小于设定值时, 1#泵中自动转换至标准工频, 待需水量大时, 2#泵进行工作;当需水量减少时, 管道压力和预先设计值不相符, 2#泵频率逐渐下降, 直到停止运行, 由1#泵单独工作。按照上述顺序进行设计, 最终实现供水系统自动恒压供水。此计划的实施, 需要注意3#泵的运用。如果建筑或者小区中用水量变化与水泵供应量不符, 1#和2#泵同时处于变频超低速运行, 不是最好的选择, 此时辅助泵就起到了作用, 待两个主泵在工作中, 变频速度低于一定程度后, 即可自动停止工作, 由辅助泵进行工作。当供水量增加时, 1#和2#泵逐渐恢复工作状态, 为了减少水泵工作中出现震荡性停止和开启的情况, 可以将1#和2#泵和辅助泵中, 安装定时器, 控制水泵工作时间, 一般情况下, 水泵最低变频率设置为30HZ, 辅助泵功率的选择结合供水系统中的用水量。

　　水泵工作示意图

　　如一小区中有居民450人, 该小区使用三台水泵工作, 两个功率为5.5kW, 一个水泵3kW辅助水泵, 供水时, 结合居民用水量调整水泵工作数量, 如平时开启一台, 用水量大时开启两台。通过机电一体化中的变频调速技术, 耗能小, 平均一天只消耗35kW·h。[2]机电一体化在供水系统的运用, 是科学技术发展的必然趋势, 其中变频调速技术, 已经得到建筑工程中使用人员的广泛使用, 可以有效的解决水资源, 令整个控制系统更加便捷和完善, 降低成本输出, 做到节能化管理。

　　三、结论

　　综上所述, 建筑或者小区中供水系统的建设, 使用机电一体化, 可以有效的解决水资源的自动化控制和节能问题。其中变频调速技术, 在国内范围内, 都处于领先水平, 在供水系统中的运用, 有很高的价值, 减少水资源的浪费, 促进能源的可持续发展。

　　参考文献

　　[1]鲁锋.变频调速技术在旋流井系统中的节能应用[J].节能, 2019, 38 (02) :59-61.
　　[2]钟克.机电一体化技术在医院后勤管理中应用的重要性[J].自动化应用, 2018 (04) :155-156.