英威騰INVT-CHE在音樂噴泉上的應用

引言 音樂噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產生不同形狀、不同色彩、配合音樂節(jié)奏而構成的綜合水景。音樂噴泉的聲、光、色、形俱美，常常用作風景園林的主景。隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們越來越注重環(huán)境的改善和美化、音樂噴泉在小區(qū)、公園、休閑廣場得到了廣泛的應用。音樂噴泉的控制系統(tǒng)是音樂噴泉設計的核心。下面的INVT-CHE系列變頻器在珠海某廣場的應用為例，闡述音樂噴泉的變頻控制。 噴泉控制系統(tǒng)的構成 音樂噴泉控制系統(tǒng)主要由音頻控制信號、變頻器、水泵、多功能閥、萬向噴頭及水管組成。噴泉水泵采用變頻調速技術、實現(xiàn)水泵的無級調速，能根據音頻信號的強弱隨時調節(jié)水泵的轉速。多功能閥和萬向噴頭由噴泉專用控制器控制，可根據程序實現(xiàn)各種圖案和形狀。我們利用音樂的音頻信號對變頻器進行控制，音樂的音頻信號本身是一個功率很小的交流電壓信號，經過整流濾波穩(wěn)壓　可以輸出一個相對應的直流電壓信號，相對來講該信號很微弱，再經過對該信號進行功率放大，可以輸出0～5V的標準直流電壓信號，即可以實現(xiàn)音頻信號對變頻器的控制，即對水泵浪花的控制，從而實現(xiàn)音樂對噴泉浪花的控制。控制系統(tǒng)流程圖如下圖所示： 噴泉控制系統(tǒng)圖 INVT-CHE變頻器的介紹 CHE系列變頻器是英威騰電氣股份有限公司推出的經濟型矢量變頻器。CHE無PG矢量量型變頻器采用先進的磁通算法具有以下特點： 1、起動轉矩大0.5Hz/150%（SVC） 2、過載能力強150%額定電流60S；180%額定電流10S 3、調速范圍寬 1：100 4、穩(wěn)速精度高 ±0.5%最高速度 5、動態(tài)響應快 <20mS 6、加減速特性優(yōu)良 0.1S（最短） CHE優(yōu)良的加減速特性能配合負載水泵實現(xiàn)最短時間內平穩(wěn)的加減速；CHE快速的動態(tài)響應能及時檢測再生功率，實現(xiàn)無跳閘的自動加減速過程，能伴隨著音頻信號的變化、瞬間改變變頻器的輸出頻率、從而改變噴泉水柱的波形，使水柱波形和音頻信號實現(xiàn)了同步、不失真。 CHE參數設置和調試 變頻器的電氣接線圖如下圖所示： 電氣接線圖 調試注意事項： 1、音頻信號干擾問題 從變頻器的工作原理知道，當變頻器運行時其輸入輸出側會產生高次諧波，此諧波信號通過傳導、輻射、耦合等方式對其他設備產生干擾。音樂噴泉系統(tǒng)中諧波干擾會經過音頻放大系統(tǒng)放大后形成刺耳的噪聲并影響音樂的播放。 調試時遇到這種情況采取以下措施： （1）降低變頻器的載波頻率； （2）變頻器可靠接地、接地線采用線徑較粗的線，并且接地點與變頻器距離要盡量短； （3）變頻器的輸入輸出動力線盡量遠離音頻信號線和控制線，不要將動力線和控制線走在同一個線槽中； （4)音頻信號系統(tǒng)的電源盡可能與變頻器的供電電源隔離等。 2、變頻器的跳保護問題 噴泉水泵隨音頻信號的強弱隨時調節(jié)轉速，這就要求變頻器響應速度快。在調節(jié)變頻器的參數時加減速時間應盡量短，但加減速時間過短容易出現(xiàn)過流保護，應根據現(xiàn)場的實際情況設置合適的加減速時間。為了降低音頻調頻信號干擾，模擬量AI1需適當設置濾波時間。CHE系列變頻器具有故障自動復位功能。為了避免干擾信號引起變頻器的故障，在調試時可將此功能打開。 結束語 INVT-CHE在珠海某廣場項目的成功應用為音樂噴泉控制行業(yè)提供了一個應用的典范。事實證明，INVT-CHE優(yōu)良的控制特性完全能夠滿足音樂噴泉瞬時同步的控制需要、使水柱伴隨著音頻信號的變化而變化，在節(jié)能的同時給人帶來了夢幻般美妙的感受。 參考文獻 1.《CHE系列矢量變頻器說明書》 英威騰電氣股份有限公司 2006 2.《園林工程建設概論》 化學工業(yè)出版社出版 2005