变频水泵控制柜的结构及原理

由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。

一、变频器的基本控制回路

变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：

①4～20mA电流信号回路（模拟）；1～5V/0～5V电压信号回路（模拟）。

②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导

入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。

二、干扰的基本类型及抗干扰措施

(1)静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。

措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设

置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。

(2)静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电

缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。

措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为

10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小，铺设的路线越短，抗

干扰效果越好。

(3)电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。

措施：同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。

(4)接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰

措施：对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处

理。

(5)电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统直接产生电

势。

措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器，且

屏蔽接地。

(6)接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰，比如

设置两个以上接地点，接地处会发生电位差，产生干扰。

措施：速度给定的控制电缆取一点接地，接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进

行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大

于100ω。

三、其他注意事项

(1)装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大

的设置。

(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。

(3)控制电缆建议采用1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。

(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。

消防水泵控制柜工作原理：当发生消防时，闭合消防栓按钮（或通过消防主机控制），消防水泵就实现星三角降压启动，或者软启动，喷淋装置自动喷水灭火，消防栓也有水供消防灭火用。

消防泵控制器GYXF3100-3XP

变频器是变频调速设备。

变频控制柜用于控制变频器.

变频泵是把复杂的供水设备简单化的一种机电控制一体化的新型产品，是取代传统的供水设备的新一代产品，可直接与自来水管网串接，通过加装在进水管道上的负压开关或负压消除器保护自来水管不形成负压，避免了修建混凝土蓄水池或设水箱的麻烦。此设备充分利用了自来水管网的原有动力，在原有压力的基础上叠加一部分压力，与所需要的压力相比，差不多，补多少，使二次加压设备的选型减小，节省投资，同时在使用过程中也可大大节能，是目前最先进最新的二次供水方式。

变频泵是由水泵，电机，压力传感器，微电脑，变频器组合而成。由传感器采集管网压力传输至电脑后再通过PID程序控制变频泵驱动电机按设定压力运行。该变频泵在压力恒定的情况下，通过调节转速以达到调节流量，这种恒压变频泵给水特征符合各种产业所要求的高效，节能的宗旨。

适用与中央空调系统、工厂工业设施、地域采暖、酒店、宾馆、供温水用、冷房设备用、水厂、电厂、城镇供水、农村安全引水工程、高层建筑，供水系统、水处理系统、消防系统、锅炉供水及各种产业场所、输送稀薄、清洁、不含固体颗粒或纤维的液体功能作用

变频器（frequency transformer）一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。功能作用变频节能

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

电动机使用变频器的作用就是为了调速，并降低启动电流。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。

变频不是到处可以省电，有不少场合用变频并不一定能省电。 作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的3-5%）。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。但是他的前提条件是：

第一、大功率并且为风机/泵类负载；

第二、装置本身具有节电功能（软件支持）；

第三、长期连续运行。

这是体现节电效果的三个条件。除此之外，无所谓节不节电，没有什么意义。如果不加前提条件的说变频器工频运行节能，就是夸大或是商业炒作。知道了原委，你会巧妙的利用他为你服务。一定要注意使用场合和使用条件才好正确应用，否则就是盲从、轻信而“受骗上当”。功率因数补偿节能

无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

软启动节能

电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会比额定高5-6倍的，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。

变频控制柜主要用于调节设备的工作频率，减少能源损耗，能够平稳启动设备，减少设备直接启动时产生的大电流对电机的损害。同时自带模拟量输入(速度控制或 反馈信号用)，PID控制，泵切换控制(用于恒压)，通信功能，宏功能(针对不同的场合有不同的参数设定)，多段速等等。可广泛适用于工农业生产及各类建 筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制。

功能介绍

1、变频控制柜的电源切换与保护功能

变频控制柜通常设计有断路器元件，它连接着进线电源，可以帮助变频控制柜完成电路的通断操作，并能够在电路和变频器出现短路或过载时提供保护。此外变频柜还可以在电机维护时切断电源保证操作人员安全。

2、变频控制柜的变频调速功能

变频控制柜的控制面板上设置有变频调速用的电位器，可以根据操作人员的输出频率，向电机输送指令信号，控制电机的转速。变频控制柜中的部分产品设置有工频切换功能，以保证在变频器出现故障时，通过自动控制回路将电动机切换回工频电源。

3、变频控制柜的直观控制功能

变频控制柜的柜体上设计有显示设备与操作面板，它与变频控制柜内部的电器元件相连，可以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。

变频控制柜的柜体上，还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时时监测。

4、变频控制柜的安全防护功能

变频控制柜将各种包括变频器在内的各种电气元件都集中在柜体内，这样可以减少外部环境对电气元件的影响程度，降低电气元件受环境污染的程度，也降低变频控制柜操作人员的触电危险，因此具有较好的安全防护效果。

调节变频器的输出频率，就可以改变电机的转速。

变频控制柜主要用于调节设备的工作频率，减少能源损耗，能够平稳启动设备，减少设备直接启动时产生的大电流对电机的损害。同时自带模拟量输入（速度控制或 反馈信号用），PID控制，泵切换控制（用于恒压），通信功能，宏功能（针对不同的场合有不同的参数设定），多段速等等。可广泛适用于工农业生产及各类建 筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制。

一、通电前的准备工作

1、先检查变频器的接线和配线。 a、 检查进出线主电源连接是否正确、可靠。电源电压的等级是否符合 变频器使用说明的要求，连接是否牢固。绝缘层有无破损。仔细检查端子排有无松脱，是否存在短路等隐性故障。接地是否良好。 b、 检查变频柜内控制回路的进线连接和电压等级是否符合变频柜的应 用要求。各连接线连接是否牢固，绝缘层有无破损，各电路板连接插头接插是否牢固。 c、 清理变频柜内部杂物，再次确认主电源进线、控制回路线路、接地 线、零线的连接有无不当之处.保持变频器周围的环境清洁、干燥，严禁在变频器附近放置杂物。认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。

2、咨询用户的系统控制要求及管网压力设定要求，记录下来。

3、如果变频柜控制的是潜水泵，咨询用户明确潜水泵的电机相关参数：额定功率、额定转速、额定电流等，确认后纪录下来。如果控制的是离心泵或风机就将电动机铭牌上的参数记录下来，以便在进行变频器的程序设定时能将电动机的参数准确输入，从而实现变频器保护的准确和控制的精确。

4、检查用户的管网安装连接是否符合我们的安装图，如果用户未按照我们的图纸安装施工，特别要注意的是单流阀和检测仪表的安装位置。我们要向用户陈述让其明白不当安装的利害关系。其一，如果控制的是深井潜水泵，不安装单流阀在停泵的时候，管道中的水会往井内倒流这样不仅造成了电能的白白浪费。又因潜水电泵是禁止反转运行的而水在回流的过程中会引起潜水电泵的反向运转，常期会造成潜水电泵内的紧固件松动，发生机械故障。其次，因为我们的供水管道是个全密闭的系统，管道中的水在往井内回流的过程中，会在管道内部形成近似真空的状态，而我们安装在管道上的压力检测仪表会因为管道内的真空负压反吸而造成损坏，进而造成我们的设备因检测仪表的失灵而无法启动。

5、检查压力检测仪表与变频器的接线是否牢固，连接是否正确。我们的压力检测仪表的接线规则：屏蔽线的红色线接仪表内的红色引出线、屏蔽线的黄色线接仪表内的黄色引出线、屏蔽线的绿色线线接仪表内的蓝色引出线。变频器内的端子接线规则：屏蔽线的红色线接变频器内反馈端子的负端、屏蔽线的黄色线接变频器内反馈端子的输入端、屏蔽线的绿色线接变频器内反馈端子的电源端。

6、检测水泵电机的电机线绝缘是否良好，有无破损，线径是否达到要求。先检测水泵电机的三相阻值是否平衡。

二、通电后启动前的准备工作

1、 合上空气开关，观察变频器键盘显示屏有无异常显示，听听变频器内有无异常的响声振动或糊味。

2、 进行程序设置。如果是闭环控制系统按照闭环控制的要求，将系统的闭环控制参数逐一设置。确认电动机的参数设置是否正确，变频器的保护参数值设置是否恰当。控制方式是否符合要求。注意在初期调试的过程中比例增益P不可以调的太大，也不可以太小。积分时间T不可以调的太短，但也不可以调的太长。

3、 我们很多厂家的变频器。按照变频器的键盘显示程序设置后，在停机的状态下，键盘显示屏能显示反馈信号的大小。当我们拨动压力检测仪表的时候，在变频器的键盘显示屏上会看到，在设定的显示位置上有一个数值随着仪表的拨动产生着变化。这个数值就是压力检测仪表传送到变频器上的反馈显示值。在这里，我们可以根据前面用户提供给我们的要求的管网压力设定值，将压力检测仪表手动拨到我们需要的压力位置稳定住。此时观察变频器的键盘显示屏上的数值是多少，记录下来。我们再次进入变频器的程序中，找到压力设定程序将刚才得到的数值输入并存储。到此我们的压力设定工作就结束了。

三、通电后启动时的工作

1、 先将出水总管上的总阀门关闭或只开1/3状态即可。如果我们控制的是离心泵，用我们的肉眼可以看到水泵的旋转方向。如果发现旋转方向不对，停机后将方向调整过来即可。如果我们控制的是深井潜水电泵，因为水泵机组在地下的井水中我们无法看到它的旋转方向，但是我们可以将潜水电泵启动起来后，观察潜水电泵的出水情况、工作电流及运转的声音。如果听不到井管内有出水的声音或出水量小，压力检测仪表不见有压力上升或上升的小，电流表显示电流又大，运转声音也大，说明我们的潜水电泵的方向有可能不对。将电机的电源线调整一下，再次启动，比较两次的区别，出水量大，压力表显示压力能快速上升而且能上到我们的设定值，运转电流稳定，运转声音正常的就是正确方向。 2、 如果变频器驱动潜水电泵发生启动困难的情况，a、我们要先检查电 泵的各项指标参数值输入到变频器程序中的是否正确，是否在变频器的额定应用范围内，尤其是与启动有关的部分。b、保护值的设定是否恰当，适当提高保护值。c、适当提高变频器的启动频率。d、适当提高变频器的启动转矩。e、减小变频器的载波频率值在2.5 ~ 4.0KHz，从而增大有效转矩值。f、减小启动时间。g、测量输入端R、S、T的三相电压情况是否满足启动要求。h、测量变频器的直流环节的P、N 端的直流电压值是否满足进线线电压的1.35倍，即1.35UMAX。 i、断电，等内部充电指示灯熄灭后，检查驱动电路插件接触是否良好，面板电路的插件接触是否良好。j、在调试的过程中，一旦发生了参数设置类型的故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书修改参数。简单的方法是将变频器的所有参数恢复为出厂值，然后按步骤重新设置。 如果还是启动困难的话，我们先要切断供电电源，然后将潜水电泵的电机线从变频器上拆除下来，再次对潜水电泵进行测量，确认其性能正常后，可将潜水电泵的电机线直接接到空气开关的下部。而且潜水电泵的电机线最好要穿过电流互感器，为了便于观察潜水电泵的启动和运行电流值。准备妥当后，首次合上空气开关3 ~ 10秒左右，在断开。同时要观察到电流表的电流显示值。如果在理论的启动电流范围内，我们可以再次将空气开关合闸30秒左右，进一步观察。正常的话我们在第三次合闸的时候适当延长时间到5 ~ 10分钟，随时观察潜水电泵的工作电流。如果运行正常，这说明潜水电泵叶轮部分有点涩，轻微堵转。然后将潜水电泵的运转方向确认正确后，如条件许可我们让潜水电泵多运转一段时间，磨合一下，我们就可以在将其接到变频器上，让变频器来控制其运行。

3、 先确定变频器的压力设定值是否符合用户的要求，启动变频器驱动水 泵运转，随着变频器的频率逐渐升高，水泵的转速也在增加，压力检测仪表的压力指针开始缓慢上升，当升到预设的压力值位置时压力表的指针开始逐渐稳定下来。此时变频器的键盘显示屏上显示的电机运行频率开始产生变化最后稳定在某个频率值上轻微波动。这时间我们可以将管道上的总阀门逐步的打开，此时压力表的指针开始下降， 变频器显示屏上的频率值又开始上升，表明水泵在加速运转，经过一段时间的抽水，管道内的水压会逐渐升高，最后会稳定在我们预设压力值。

4、 如果压力检测仪表的指针摆动频繁，我们先将压力表下部的三通旋塞阀关到合适的位置。如果指针仍旧在缓慢的摆动，变频器键盘显示屏上的频率变化频繁说明问题出在我们的比例增益P和积分时间T上，两个值的设置不合理。现场边运行边调节，逐步调节到系统稳定合理。如果是仪表本身抖动剧烈，说明仪表的安装位置的供水管道震动太大。解决办法是：用细管将压力检测仪表延伸固定就可以排除了。

5、 观察变频器及水泵的运行电流是否稳定，变频柜内的温升情况，如果变频柜内温度过高，可以将柜体后部的门拆除下来，保持柜体内有足够的通风散热空间。电机电缆的温升情况，是否在合理范围内。

6、 快速关闭或打开出水总管上的阀门，观察系统的压力跟踪和压力反馈的稳定情况，是否存在振荡现象，我们可以通过观察变频器键盘显示屏上显示的反馈量的变化，是否忽大忽小，不够稳定，则：或增大积分时间或减小比例增益。我们要注意的是：观察振荡现象，不能根据变频器的输出频率来判断。其次，我们要注意观察系统的反应是否过慢，当反馈量（即管道压力）急剧增大或减小后，系统能否及时恢复，如果恢复时间过长，则：减小积分时间或增大比例增益。如果压力跟踪良好、稳定无大的波动，说明我们的调试工作合格。

还有依据配置可以提供 主回路短路、缺相、过载、过流、变频、降压启动、软启动、双电源、通讯、报警等功能。

不管变频器工作的频率是多少

即水泵的转速不管是多少

只要压力表显示的水压力是在目标值（左右有稍许摆动也很正常）

那就是没有问题

变频器不会在压力达到后就停止工作，因为要想保证水压恒定

变频器必须有一个平衡的频率输出

比如用水很少

此时变频器工作的频率就比较低点

不可能会停止的（因为水泵前的压力是不会到达你需要的压力值的）

所以变频器就会工作，

当然用水量越多

变频器工作频率就越高

有的甚至拖动好几台水泵机的

一拖二：一台变频泵，一台工频泵。当变频泵的输出频率达到50Hz，自动启动工频泵，然后用变频泵调节压力。当压力条件满足设定条件时，关掉工频泵，只用变频泵调节压力。

一拖N与此相同，只是只有一台变频泵，N就是工频泵的数量。

一控二:一台变频器，同时控制两个水泵，即：两个水泵都是变频泵。