冷却泵变频调速 - 图文

止，又进入1号泵单独工作的状态。

为了均衡三台泵的工作情况，可以进行切换，使三台泵轮流担任主泵，但主控变频器则不变。

此方案的一次性投入费用较高，但节能效果十分显著。

从投资、机动性、使用环境、使用要求方面考虑，“1控X”的方案比较适合而且满足要求，因此选用第一种方案1控X方案。

3.2主电路接线图

本设计采用PLC对冷却水泵电机进行控制。其中采用了一台变频器对三台电机进行变频的调速控制。主电路主要由熔断器、断路器、电磁继电器无线电噪声滤波器、变频器和异步电动机组成。其主电路如图4-1所示。

图3-1 主电路图

电机有两种工作模式即：在工频电下运行和在变频电下运行。KM1、 KM3、 KM5 分别为电动机M1 、M2 、M3 工频运行时接通电源的控制接触器，KM0、 KM2 、KM4 分别为电动机M1、M2、 M3 变频运行时接通电源的控制接触器。

3.3 相关器件的选型及接线

本设计冷却泵选用的三台电动机均为75KW，采用的是一台变频器控制其冷却泵电动机

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变频控制。现将此电动机的参数计算如下： 由

可知：

3.3.1 PLC的选择及接线

水泵M1、M2，M3可变频运行，也可工频运行，需PLC的6个输出点，变频器的运行与关断由PLC的1个输出点，控制变频器使电机正转需1个输出信号控制，报警器的控制需要1个输出点，输出点数量一共9个。控制起动和停止需要2个输入点，变频器极限频率的检测信号占用PLC2个输入点，系统自动/手动起动需1输入点，手动控制电机的工频/变频运行需6个输入点，控制系统停止运行需1个输入点，检测电机是否过载需3个输入点，共需15个输入点。系统所需的输入／输出点数量共为24个点。本系统选用FXos-30MR-D型PLC。

其接线如图3-2所示。Y0接KM0控制M1的变频运行，Y1接KM1控制M1的工频运行；Y2接KM2控制M2的变频运行，Y3接KM3控制M2的工频运行；Y4接KM4控制M3的变频运行，Y5接KM5控制M3的工频运行。

X0接起动按钮，X1接停止按钮，X2接变频器的FU接口，X3接变频器的OL接口，X4接M1的热继电器，X5接M2的热继电器，X6接M3的热继电器。

为了防止出现某台电动机既接工频电又接变频电设计了电气互锁。在同时控制M1电动机的两个接触器KM1、KM0线圈中分别串入了对方的常闭触头形成电气互锁。频率检测的上/下限信号分别通过OL和FU输出至PLC的X2与X3输入端作为PLC增泵减泵控制信号。

图3-2 PLC的接线图

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3.3.2变频器的选型

(1)二次方率负载及其特性

泵类负载属于二次方率负载，存在以下特性： 1)转矩特性

负载的转矩与转速NL的二次方成正比，即NL TL?KTNL (3-1) 2)功率特点

负载的功率PL（单位为KW），转矩TL与转速nL之间的关系是

2PL?TLnL (3-2) 9550将式3-1代入上式即可得负载的功率PL与转速nL的三次方成正比，即

Knn3 PL?TLL?KPnL （3-3）

9550式子KT——二次方率负载的功率常数

(2)根据泵类负载的机械特性及其功率特性，应选择风机泵类专用变频器，其主要特点如下

1)风机、泵类负载一般不容易过载，所以这类变频器的过载能力较低，为120%/1min（通用变频器为150%/1min），因此在进行功能预置时必须注意，由于负载的转矩与转速的平方成正比，当工作频率高于额定频率时，负载的转矩有可能大大超过变频器额定转矩，使电动机过载，所以，其最高工作频率不得超过额定频率。

2)配置了进行多台控制的切换功能。

3)配置了一些其他专用的控制功能，如“睡眠”、“唤醒”的功能，PID调节功能。 (3)变频器容量的计算

1）变频器容量的计算台变频器供电单台连续运行时变频器容量的计算 连续恒定负载运行时所需的变频器容量的计算公式

PCN?KPM1?75?117.65KW?cos?0.75?0.852 （4-4）

ICN?KIM?178.75A （4-5）

式3-4、3-5中PM是负载所要求的电动机的轴输出功率，单位是KW；

?是电动机的效率，通常是0.85；

cos?是电动机的功率因数，通常是0.75；

IM是基准频率时（通常是工频）时电动机的额定电流单位是A；

K为电流波形的修正系数，PWM方式时通常取1.0-1.05；

PCN是变频器的额定容量单位是KW；

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ICN是变频器的额定电流，单位为A。

单机供电连续运行时式子4-4、4-5两者是统一的，根据上式的计算结果和表3-1，选择FR-A540L-90K可满足要求。FR-A540变频器的管脚如图3-3所示。

表4-1 三菱A系列变频器的规格

型号 FR-A540-2.2K-CH FR-A540-7.5K-CH FR-A540-15K-CH FR-A540-45K-CH FR-A540-55K-CH FR-A540L-75K FR-A540L-90K FR-A540L-110K FR-A540L-132K FR-A540L-160K FR-A540L-220K 额定容量/KVA 4.2 13 23.6 65 84 110 137 165 198 248 329 额定电流/A 6 17 31 86 110 144 180 216 260 325 432 适配电动机/KW 2.2 7.5 15 45 55 75 90 110 132 160 220 第24页,共50页