探究变频器在恒温水暖系统的的应用用途和应用优点

　　摘要：文章在阐述变频调速技术原理的基础上，就变频器的应用用途和应用优点进行全面的概括总结，并结合三相电热式家庭水暖恒温控制系统的设计思路和工作原理，具体探究变频器在恒温水暖系统的应用，验证变频器对恒温水暖系统节能降耗的作用。

　　关键词：变频器； 恒温水暖系统； 应用

　　Abstract:On the basis of expounding the principle of frequency conversion and speed regulation technology, this paper makes a comprehensive summary of the application uses and advantages of frequency converter. Combined with the design idea and working principle of the three-phase electric heating constant temperature control system for domestic water heating, it specifically explores the application of frequency converter in constant temperature water heating system, and verifies the effect of frequency converter on energy saving and consumption reduction of constant temperature water heating system.

　　Keyword:frequency converter; constant temperature water heating system; application;

目录

　　引言……………………………………………………1

　　1.变频调速原理……………………………………………………2

　　2.变频器的调速节能原埋……………………………………………………3

　　3.变频器在恒温水系统中有效配置的设计要点……………………………………………………4

　　4.变频器的设置……………………………………………………5

　　5.变频器的故障诊断和日常运行维护……………………………………………………6

　　结束语……………………………………………………7

　　参考文献……………………………………………………8

　　引言

　　变频器主要由整流、滤波、逆变、驱动单元、制动单元、检测单元、微处理单元等共同组成，在具体应用的时候主要依靠内部的IGBT开断来调整电源电压的输出和输入情况，并根据电机的实际需求来为系统提供所需要电源电压，从而达到节能环保的发展目的。水暖是采用低于65摄氏度的热水，通过散热器进行取暖的一种方式。这种取暖方式水分散失较少，且红外线辐射往往能够较好的穿过透明的空气，克服汽暖所造成的室内干燥问题。同时，由于能够实现对水温的严格把控，减少了锅炉内部污垢出现的可能，延长了锅炉的使用寿命，是一种符合科学发展观发展需要的取暖方式。

　　变频器控制下的水暖系统主要是指通过变频器来控制循环泵、风机、电机和运行速度，进而实现对温度的合理把控，达到恒温的桩体。变频器在水暖系统控制的应用能够确保锅炉始终在恒温的状态下运行，节省能源消耗。

　　1. 变频调速原理

　　变频器也被称作是变频调速器，它以大功率晶体管GTR作为功率的基本元件，以单片机作为核心控制中心，应有SPWM正弦脉宽的调制方式将冷却塔风机原有的动力电缆、控制电缆接入到新增的变频器柜中，通过实际测量来得到水温与恒定数值之间的偏差，并将这些偏差信号输送给变频控制器。变频控制器借助内部的PID反馈调节系统来改变电机电源的操作频率，从而实现对电机转速的有效控制，达到调节水温和改变风量的应用目的。

　　2. 变频器的调速节能原理

　　恒温水系统的流量和流速、轴功率和转动速度、扬程和转动速度一般呈现出正比的关系，在转动速度降低情况下功率会减少更多。因此，通过降低恒温水暖系统水泵的转动速度就能够减少电能的消耗。

　　变频器通过改变电机的功率能够达到无级调速的目的，变频器的变频调速供水主要是指通过压力变送器对管网水压的检测，将水压信号转变为电流信号反馈给变频器内单片机，单片机结合水压的实际情况来调整水泵电机的总体输入频率，通过改变转动速度来达到节能的发展目的。

　　变频器的调速节能特点具体表现在以下几个方面：第一，变频调速实现了电机宽范围无极调速，实现对电极的软启动。电机根据给定频率参数逐渐加大输入功率，通过逐渐转速来克服异步电动机全压启动大电流。第二，变频调速使电机输入功率实现和风机轴功率对应的功能进行配合，从而在最大限度上消除无功损耗。第三，变频调速能够实现对恒温水系统闭环的自动调节，在没有人工操作的情况下实现生产自动化控制。

　　3. 变频器在恒温水系统中有效配置的设计要点

　　（1）变频器的基本参数设置

　　变频器的参数设置需要正确输入：（1）正确输入控制电机的基本参数信息。（2）正确输入变频器的启动方式和启动选择。

　　（2）变频器的启停控制

　　在恒温水系统中，变频器的启动和停止需要通过接触器来实现。基于变频带电初始化操作拥有一定的时间限制，接触器需要被安排在变频器的后面，接触器会为变频器的初始化操作提供信号支持，无法确保恒温水系统正常启动，因此需要避免频繁启动变频器风速电机的操作。

　　（3）实现对系统设备的有效排列

　　在安排锅炉系统燃煤设备的时候需要实现对变频器的独立设置，通过对变频器的独立设置来降低变频器在工作时所受到的辐射干扰。但是从实际操作情况来看，在系统设备配置的时候往往会受到外界环境的约束，因而变频器不能够单独布置，而是需要按照有关标准的规定来对变频器进行排列安排，减少外界环境对变频器使用的干扰。

　　（4）变频器的电源输入

　　在恒温水系统中可以将适量的空气开关来作为变频器电源输入的短路保护。但是这一步的设置不能够频繁更换，目的是杜绝出现因为频繁更换所引发的电容量增大问题。

　　（5）避免对DCS的干扰

　　在恒温水系统运行的过程中需要相关人员采取措施避免变频器和DCS控制系统所产生的无关连线传导干扰问题。另外，在操作的时候还需要将变频器的各个控制电源分开设置，应用两个直流电源来对系统进行供电。

　　（6）关注变频器对电网的干扰

　　变频器在运行时所产生的高次谐波会对电网运行产生影响，使得整个电网波形出现严重的形变，由此会使得整个电网电压和电网功率降低。因此，在使用大功率变频器的时候需要相关人员应用无功自动补偿装置来调节功率因素，在变频器电源进线侧面额外安装电抗器，减少变频器对电网的干扰。

　　（7）注重防治出现共振的现象

　　考量到定子电流中包含大量的高次谐波，电机转矩中还会包含脉动分量，这些脉动分量会引发电机设备和机械设备的共同振动，使得整个机械设备在应用的时候出现一系列系统故障。这个时候需要相关人员能够预先找到负载固定的共振频率，之后利用变频器来设置和调节设备的使用功能，从而有效多开共振频率点。

　　4. 变频器的设置

　　（1）基本参数的设置

　　在具体使用操作的时候不管采用怎样的控制方式，参数信息都需要能够正确输入，具体包含以下几个方面的内容：（1）实现对电机基本参数的录入调整，具体包含额定电压、额定电流、额定转速等信息。（2）启动方式。启动方式的参数设置包含面板启动、对外接触点的启动等。（3）调速方式。调速方式的参数包含外接新号速度的调整、外接电阻的调整、面板的调整和电机保护功能的优化设置等。

　　（2）根据拖动对象的基本特点来对参数进行综合调整

　　在变频器拖动风机等出现比较大的惯性负载的时候，其减速时间的基本设定会比较小，在减速操作的时候变频器输出频率的下降速度比较快，负载惯性会比较大，依靠本身的阻力减速会比较慢，由此使得负载拖动电动机的转速要比变频器输出的频率比转速较高，使得整个电动机处于一种发电状态，变频器没有能量处理单元，由此导致整个变频器的直流回路电压升高，甚至超出了规定的保护数值，由此在系统运作的时候就会出现过电压跳闸故障。因此，在设定变频器的时候为了能够避免跳闸的现象，需要在变速器上设置减速过压处理装置。在减速操作的过程中如果直流电压超过了规定的电压数值，变频器的输出频率将会降低，出现缓慢运行的问题。

　　5. 变频器的故障诊断和日常运行维护

　　第一，变频器在运行的时候往往会具备较强的故障诊断功能，能够对变频器的内部整流、逆变部分、CPU、外围通讯和电动机等进行保护。变频器在保护跳闸故障恢复到之前位置上的时候会一直提示系统出现了故障。针对这个问题需要根据故障出现的原因来缩小整个故障的查找范围，从最大限度上缩小故障的查找时间。第二，从实际操作情况来看，变频器在运行的时候往往会出现较多的故障代码，为此，在使用变频器的时候需要相关人员采取有效的措施来保管和处理说明书，从而为系统设备的有效运行提供重要支持。第三，变频器在运行的时候可以从设备来检查系统运行状况是否出现异常问题，在出现系统故障异常问题的时候工作技术人员可以通过键盘面板来转换键盘，查找变频电机的系统故障问题，予以解决。第四，在测量变频器绝缘的时候需要结合实际选择500V兆欧表，如果仅仅是对变频器进行检测，则是需要拆掉所有和变频器端子链接的外部接线。在对零件进行清洗之后需要将主回路端子应有导线进行连接，并将其和地用兆欧表进行必要的试验处理，如果兆欧表显示为5M欧以上则是证明整个变频器运行正常。

　　结束语

　　综上所述，恒温水系统在运行过程中变频器出现的故障主要包括自身故障、参数设定故障以及机械故障。变频器的自身故障主要是因为老化问题以及人为因素所导致的。为了尽可能避免变频器的自身故障，要保证其工作温度控制的50度以下，及时对变频器进行清灰，并通过改变参数的设定来处理在启动时的过载现象，从而更好的发挥出变频器在恒温水暖系统中的应用作用。

　　参考文献
　　[1] 侯学峰。变频器在恒温水暖系统中的应用[J].漯河职业技术学院学报，2008（05）：42-44.
　　[2]杨宁，黄元峰，张志敏。三相电热家庭水暖恒温自动控制系统[J].武汉化工学院学报，2005（05）：60-64.
　　[3]侯学峰。变频器在恒温水暖系统中的应用[J].漯河职业技术学院学报，2008,7（5）：42-44.
　　[4]刘辉。变频器在燃煤水暖锅炉系统上的应用[J].科技资讯，2011（9）。
　　[5] 宋希国。变频器在燃煤水暖锅炉系统上的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2012（11）。
　　[6] 刘永泽。变频控制技术在燃煤锅炉系统中的应用[J].商品与质量。学术观察，2011（6）：118-118.
　　[7]李兴艳。浅谈锅炉燃煤系统中变频器应用需注意的几个问题[J].甘肃科技纵横，2010,39（3）：51-52.