Artrich变频器在音乐喷泉中的应用
2017-01-17

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一、项目背景

音乐喷泉系统是集音乐、灯光、喷泉于一体的系统,它应用先进可靠的微电子技术及先进的专业高响应控制工程技术对音乐信号进行分析处理,实现声音对喷泉方式进行同步控制,彩色喷泉在电脑的程控指令下,不断变化花式,在音乐的伴奏下水柱高度随着乐曲的节奏强弱而高低起伏,摇摆旋转,千姿百态。结合水下彩灯的交替闪耀形成一幅色彩斑斓的美丽图景,产生声音交融令人心旷神怡赏心悦目的水舞艺术效果。

随着变频调速技术的不断推广,变频器已被广泛用于水泵及风机负载,音乐喷泉系统中需要采用大量的水泵来控制喷泉循环水,根据水泵工作特性知道泵的流量与泵转速成比例关系,通过调节水泵转速可直接控制水泵的流量,在音乐喷泉系统需要实现喷泉水量实时调节,因而变频调速技术更适合在音乐喷泉系统使用,此外根据水泵特性知道,采用变频调速技术具有一定的节能效果,这也是变频器在音乐喷泉控制系统得推广应用的原因。

我公司承接了齐齐哈尔市政广场音乐喷泉水景改造工程,该工程同时要求喷泉的浪花喷涌与播放的音乐同步,协调一致。根据设计要求,浪花的喷涌要和音乐节奏步调一致,因此我们根据该原则决定使用变频器来控制泵的工作,实现音乐对浪花的控制。

二、实施方案

采用AR200L-0370型号变频器,要求同时拖动10台3.0KW同型号水泵。该变频器是一种低噪音高性能多功能变频器。采用了先进的驱动控制技术动态转矩矢量控制。控制系统高速计算电动机驱动负载所需功率,最佳控制电压和电流矢量,最大限度地发挥电动机的输出转矩。采用动态转矩矢量控制方式的变频器,能配合负载实现在最短时间内平稳地加减速,能快速响应急速负载和及时检测再生功率。另外,该变频器采用独自开发的FCL控制方式,实现无跳闸地自动加减速过程,并可在0.5HZ能输出100%的起动转矩。

控制系统结构图如下:

其中变频器的运行信号由计算机控制,运行频率是由计算机输出的音频信号转为相对应的电压信号对变频器进行控制。

参数的设置如下:

三、项目难点

音乐喷泉系统是集音乐、灯光、喷泉于一体的系统,其电气控制系统相对比较复杂,在调试过程中易出现以下难点:

1)音频信号干扰

当变频器运行时其输进输出侧会产生高次谐波,此谐波信号通过传导、辐射、耦合等方式对其它设备产生干扰,经过音频放大系统放大后,形成刺耳的噪音并影响音乐的播放。调试中也碰到了这种情况,我们采取以下措施: 变频器一定要可靠接地,接地线要采用线径较粗的线,并且接地点与变频器间隔要尽量短;变频器输进、输出动力线尽量阔别音频信号线和控制线,不要将动力线与控制线走在同一线槽中;音频信号放大系统的电源尽可能与变频器供电电源隔离;采用这些措施后,解决了干扰的题目。

2)报警频繁

变频器随着音频信信号的强弱来调节喷泉水泵的转速,这就要求变频器响应速度快,所以在参数设定方面变频器的加减速时间要尽量短,而加减速时间过短变频器又易出现过流,过压保护。而此时Artrich变频器独特的FCL控制算法,是解决这类工况的最佳选择,当开启此项功能后,题目迎刃而解。

四、实施效果

Artrich变频器在齐齐哈尔市政广场音乐喷泉项目中取得了成功,喷泉随着音乐的节奏变化做出动态响应,浪花喷涌与播放的音乐同步,协调一致,达到了用户对该系统的功能要求。

在此项目中Artrich变频器充分展示了其强大的保护功能、良好的驱动能力和简洁的参数设定功能,节能效果明显。可以预见,在今后的同类项目中,Artrich变频器会在当中扮演极为重要的角色

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