水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策。美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于平移式、轴转动式喷灌机及管道灌溉等系统，但其价格昂贵。当时，在我国城乡供水及水泵抽灌系统中，电机以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力过高，水龙头和输水管道往往被损坏，这样也造成电能与水资源的浪费。

　　公式

　　交流异步电动机的转子转速n可以用下式表示

　　式中 f——定子供电电源的频率;

　　p——电动机的极对数;

　　s——异步电动机的转差率.

　　由式(1)可见，当平滑地改变异步电动机的供电频率f时，即可改变电动机转子的转速n..

　　相似原理

　　式中的Q、H、P、n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速.

　　由式(2)、式(3)、式(4)可知，基于转速控制比基于流量控制可以大幅度降低轴功率。

　　技术创新点

　　(1)把交流变频调速技术应用于城乡供水及农业灌溉中，达到节水节能效果;(2)根据项目需要，自己研制出水位显示控制器，提高自动化程度;(3)根据实际需要，研制出多段压力设置转换电路，适应农业多种灌溉方式;(4)将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等进行了集成。

　　产品介绍

　　B系列

　　1、基本构成

　　整个恒压供水系统由CX-B系列变频恒压供水自动控制装置与水泵电机组合而成(见图1).该装置由变频器(内含PID调节器)、可编程时控开关、可编程控制器(PLC)、水位显示控制器、远传压力表、水位传感器及相关电气控制部件构成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备(见图2)，它可同时对一台或多台三相380V，50Hz的水泵电机进行自动控制.

　　2、工作原理

　　CX-B系列变频恒压供水自动控制装置以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近.这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的.

　　PLC的主要控制作用：

　　(1)控制多台水泵(包括备用泵)循环软启动，周期性地以变频方式工作;

　　(2)控制备用泵的自动启动.当第一台水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率(即变频器输出电源频率达到50H)，而供水管网压力未达到设定压力时，第二台水泵电机会自动启动，并以工频方式运行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第三台水泵电机会自动启动，第一台水泵仍以变频方式运行，达到保持管网恒压的目的，投入运行的水泵数量由装置根据管网压力自动控制.

　　水位显示控制器设有上、中、下3个水位控制限，当池水位从上限降到中限位置时，控制器输出补水泵启动信号，使补水泵向池内补水，补至上限时，控制器输出补水泵停机信号，停止补水;当池水位降到下限时，控制器输出取水泵停机信号，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自动启动，恢复取水.

　　3、控制功能

　　CX-B系列变频恒压供水自动控制装置具有以下控制功能：

　　(1)设有手动/自动切换电路，当切换至自动位置时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频泵的转速和自动启动、停止备用泵，以维持出口压力恒定，当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使水泵直接在工频下运行，保证正常供水;

　　(2)能够在1d内设置1～9个供水时间段，一周内各天的供水时间可以不同;

　　(3)用PLC控制水泵(包括备用泵)全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期水泵寿命基本一致;

　　(4)地下蓄水池缺水后取水泵自动停机保护，补水泵自动开机补水，蓄满水后补水泵自动停机，蓄水池水位以数字显示;

　　(5)故障显示及报警，具有缺相、短路、过热、过载、过压、欠压、漏电、瞬时断电保护等电气保护功能.