基于STC12C5A60S2单片机的变频恒压供水系统的设计方法

边树海， 马 斌， 韩中华

(沈阳建筑大学信息与控制工程学院，辽宁沈阳 110168)

0 引言

随着社会的发展，以及自动控制水平的不断提高，供水的方式越来越多，常见的有水塔高位水箱供水、恒速泵加压供水、气压罐供水和变频恒压调速供水等几种供水方式［1］。其中变频恒压调速供水方式在节能、可靠性和稳定性都已经得到了社会的认可［2］，广泛应用于建筑供水系统中，其中有基于PLC变频恒压调速供水［3-5］、基于智能控制器恒压调速供水［6］和基于单片机变频恒压调速供水［7］等方式。但是，目前的变频恒压供水方法还没有达到节能的最优化。本文介绍了一种新的变频恒压供水方法，与当前的变频恒压供水方法相比，该方法调试简单、更智能、更节能并且能够延长泵组设备的使用寿命。

1 变频调速的原理与节能分析

1.1 变频调速原理

根据电机学可知电机的转速计算公式如式(1)所示:

式中:n——电机转速;

f——交流电频率;

s——转差率;

p——极对数。

对于已经选定的电机，其s和p为定值。由式(1)可看出，当频率增大时，电机的转速也增加;当频率降低时，电机的转速也减小，因此若想改变电机的转速，需要改变交流电的频率［8］。

1.2 变频调速的节能分析

对于水泵，其扬程(H)、流量(Q)、电机转速(N)和轴功率(P)之间存在如下关系:

式中的K1、K2、K3、K 为常数。由式(2)～式(4)可以看出，流量、扬程和轴功率分别与电机转速的一次方、二次方和三次方成正比。因此，调节水泵的速度，不仅可以调节流量，还能够起到节能的效果［9］。

2 系统强电回路的设计

2.1 系统一次回路

系统的一次回路如图1所示。……