式中，n。----异步电动机的同步转速，r/min; n---- 异步电动机转子的转速。r/ min ; P----电动机的磁极对数;
f-----电源频率，电动机定子电压频率;
S------转差率，
改变电动机极对数P、改变转差率S及改变电源频率f都可以改变转速。 1、变极对数调速
在电源频率一定的情况下，电动机的同步转速与极对数成反比，改变电动机极对数，就可以改变转速。通过改变定子绕阻的接线方法来改变极对数，如下图。
以电动机一相绕组为例，电流方向都是由A指向X，只要改变定子绕组的连接方法，就可以成倍地改变磁极对数P。如果使p =1, 2. 3等，就可以得到n0=3000、 1500、1000 r / min等不同的同步转速，从而得到不同的转子转速。这种调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要专门的变极电机，是有极调速，而且级差比较大，只适用于特定转速的生产机器。 2、变频调速
变频调速是将电网交流电经过变频器变为电压和频率均可调的交流电，然后供给电动机，使其可在变速的情况下运行。
改变电动机定子频率f可以平滑地调节同步转速n0，相应地也就改变
12
转子转速n，而转差率S可保持不变或很小。但对电动机来说，定子频率改变后，其运行影响，如果电压不变，频率增加时，磁通减少，电动机转矩下降，严重时会使电机堵转:频率增减少，磁通增加，会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁芯损失急剧增加而发热，是不允许的。因此，在实用上，要求调频的同时，改变定子电压，保持磁通基本不变，既不使铁芯发热，又保持转矩不变。
实现调频调压的电路有两种:交-直-交变频器，交-交变频器。见下图。 u2f2 交流 整流器 VV u2f2 u2f2 直流 滤波 逆变器 VF u2f2
交流 滤波 逆变器 VVVF 交流
(1)交-直-交变频器
它是由三个环节组成:可控硅整流电路，其作用是将电压、定频率的交流电路变为电压可调的直流电:可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电:滤波环节，它在整流电路和逆变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。
在交-直-交变频器中，根据滤波方式不同，又有电压型变频器和电流型变频器。近年来，由于电力电子器件和微机控制技术的发展，脉冲宽度调制型(简称PWM )变频器技术获得了飞速的发展。PWM变频器也有电压型和电流型两种，目前以电压为主，由不可控整流电路、滤波电容及逆变电路组成。他不仅可改变逆变器输出电压，而且具有抑制谐波功能，是一种比较理想的方式。 (2)交-交变频器
13
它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过变频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。
交-交变频器由于直接交换，减少换流电路，减少损耗，效率高，波型好，但调速范围小，控制线路复杂，功率因数低，目前较少采用。变频技术对水泵电动机进行调速，以获得优良的运行特性和明显的节能效果，是目前常用的技术。 3、可控硅串级调速
它是把异步电动机转子电势经过整流-逆变后回馈给电网，回收功率就是转差功率。当改变逆变角时，逆变电势、转差功率、转差率都将随之改变。从而达到调速的目的。如下图所示：
M 电动机运行时经气隙传送到转子的电磁功率Pm，一部分成为机械功率P2(即凡(1-S)，另一部分则成为转差功率SPm，电动机正常运行时，转差功率在转子回路中以热的形式损耗掉，因为此时的转差率S很小，转差功率也很小，但在调速时，随着转速的降低，转差率升高，转差功率也直线上升，可控硅串级调速就是把这部分功率取出来，然后回送到电网，从而大大提高电动机低速运行时的效率。
串级调速的最大优点是由于它可以回收转差功率，节能效果好，且调速性能也好，但由于线路过于复杂，还需一台与电动机相匹配的变压器，增加了中间环节的电能损耗，带来了成本高，占水泵房面积大等缺点而影
14
响它的推广价值。 2.2.5系统的技术要求
1、供水压力正常设定值为0.5Mpa,最大供水压力为0.6Mpa，最小供水压力为0.1Mpa,压力允许波动范围为1%。
2、采用四台泵供水，并能实现自动、手动控制。
3、水泵机组采用循环软启工作方式运行，其停按一定的顺序进行，达到先启先停，以防损坏泵。
4、系统的安全可靠，任意一台出现问题，该系统都能正常运行；具有短路、过载、欠电压，掉电保护，硬件自锁，声光报警等功能。
5、各水泵出口设有止回阀以防止回灌。 2.2.6变频恒压供水系统的优点
相对与传统的加压供水方式，变频恒压供水系统的优点突出的体现在以下几个方面：
1、高效节能。变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能，节能量通常在10-40%。从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大。
2、恒压供水。变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会出现在用水高峰期热水器不能正常使用的情况。
3、安全卫生。系统实行闭环供水后，用户的水全部由管道直接供给，取消了水塔、天面水池、气压罐等设施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作。
4、自动运行、管理简便。新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能，功能完善，全自动控制，自动运行，泵房不设岗位，只需派人定期检查、保养。
15
5、延长设备寿命、保护电网稳定。使用变频器后，机泵的转速不再是长期维持额定转速运行，减少了机械磨损，降低了机泵故障率，而且主泵定时轮换控制功能自动定时轮换主泵运行，保证各泵磨损均匀且不锈死，延长了机泵使用寿命。变频器的无级调速运行，实现了机泵软启动，避免了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击，消除了水泵的水锤效应。
6、占地少、投资回收期短。新型的小区变频恒压供水系统采用水池上直接安装立式泵，控制间只要安放一到两个控制柜，体积很小，整个系统占地就非常小，可以节省投资。另外不用水塔或天面水池、控制间不设专人管理、设备故障率极低等方面都实现了进一步减少投资，运行管理费低的特点，再加上变频供水的节能优点，都决定了小区变频恒压供水系统的投资回收期短，一般约2年。
3 变频恒压供水系统的原理及其分析
3.1系统的工作原理
3.1.1系统的构成
由于本文的供水系统要适用生活水、消防用水等场合的供水，密闭的水池在地下主要为应急用水的缓冲，还可以避免以往方案引起的二次污染。系统采用了四台水泵（一台为辅助泵），一台PLC，一台变频器和压力传感
16