普传科技变频器在音乐喷泉上的应用

0 引言

近年来，随着城市建设的日新月异，城市的面貌、环境也在不断的改善。大连作为辽宁省沿海经济战略的核心城市和东北三省的龙头经济特区，城市建设上也取得了举世瞩目的成就。现在的大连城市建设已不满足于绿草鲜花，在音乐喷泉的建设上也走在了前列。

大连现在有人民广场音乐喷泉、星海湾音乐喷泉、海军广场音乐喷泉等，其中，大连海军广场音乐喷泉效果最佳，造价最少，变化最复杂。从控制角度来看，大连人民广场音乐喷泉和星海湾音乐广场均采用进口变频调速器来响应音乐电平的变化，而最大的最复杂的海军广场音乐喷泉采用的是普传科技PI7000 系列高性能变频调速器。从工程造价上来看，普传变频器的价格较进口品牌低1/3以上;从达到的喷泉效果上来看，人民广场是平铺线式，星海湾是簇拥式，海军广场则是以三维立体式的三个层面来表达音乐的魅力。

在广场音乐喷泉中使用变频器控制水泵进行动态的调节，从而达到通过不同的水柱水流表现出不同的音乐境界的目的。

1 控制原理实现

1.1 音乐喷泉简介

大连海军广场的音乐喷泉设有各种水泵50台，喷泉呈三维立体式分布的三个层面分别是：外围水瀑层、中层水松层、中心高炮层。其中中心的高炮层可喷出高达30 m的水柱。设计要求浪花的喷涌要和音乐节奏步调一致，变频器要能瞬时响应，同时要求系统满足整套设备的调试和绝缘安全性能。

1.2 控制原理

音乐喷泉控制原理如图1 所示。其控制原理是利用音乐的音频信号对变频器进行控制，即通过音乐电平对数字音乐信号进行解码分解后，再转换成4耀20 mA 标准模拟量信号送入变频器模拟量输入接口，通过此信号控制变频器响应音乐的变化，再由变频器输出到相应并联的泵群中，即可以实现音频信号对变频器的控制，从而达到水柱水流随着音乐的变化而变化的目的。

该系统的水泵采用的是并联运行，即几台甚至几十台泵并联共用一台变频器。整个系统采用的是开环模拟量控制方式。

该控制系统分手动控制和自动控制两种方式，模拟量控制信号线接1F、V3，同时设置外部的故障报警功能(监控变频器的工作情况)，外接灯光报警作控制开关用。

PI7000 变频器系列运用先进的驱动控制技术———空间电压矢量技术，采用32 位数字信号处理器(DSP)实现高性能控制，能配合负载水泵实现在最短时间内平稳的加减速，可快速响应急速负载和及时检测再生功率，从而实现无跳闸的自动加减速过程，在工作频率1 Hz 左右时，能输出150%的高起动转矩，瞬时响应迅速。在功能上选择普传科技变频器预先设定的七段速度运行和八段加速度运行程序，这一切功能非常适合于控制垂直喷泉变化大的控制要求。

1.3 安装与调试

1)考虑到现场环境潮湿，所以变频器与电机的连接采用比YZ 型更耐腐蚀和绝缘强度更高的YC4伊4 橡套电缆，对浸泡在水中的设备及电缆接头均做了很好的防水处理。

2)现场布线采取动力线与信号线分开走，信号线采用屏蔽线，有效地解决了变频器在工作时的相互干扰。

3)整个控制柜安装在地下室，变频器采用了可靠的接地保护，设置拨动开关的主要目的是为了方便现场操作和调试。

大连海军广场总共采用了44 台普传科技PI7000 系列通用型变频器，其中132 kW 6台、18.5 kW 10台、5.5 kW 20台、2.2 kW 8台。

2 普传科技变频器简介

PI7000 系列变频器外观如图2所示。PI7000系列变频器2006 年获科技部“火炬计划”，通过权威机构检验和省级科技成果鉴定被列为辽宁省科技成果转化项目;被中国变频器协会列为“行业应用手册”推荐产品。2008 年应市场需求推出了基于PI7000 技术平台的PI7800 变频器，它应用先进的空间电压矢量SPWM 控制技术，采用高性能的功率模块和DSP 芯片，内置电流控制环，能够实现高精度闭环控制，达到电压和频率输出的高稳定性和高精度要求。普传科技全新的生产工艺和完备的检测设备，保证了该产品在应用中更加稳定可靠。

PI7000 系列变频器的主要特点有：采用DSP(数字信号处理器)为核心的控制单元，实现高速高性能控制;集v/f 控制、v/f+PG 控制、矢量控制+PG等三种控制功能于一体;三种空间电压矢量波形产生方式;具有死区补偿功能，可实现低频率大输出转矩;十种频率设定方式，模拟端子可以接收0耀10 V、0~20 mA 之内的自定义范围信号;可实现最多七段速度和八段加速度控制;有六路可编程输出控制端子;内置PID功能，可实现高性能闭环控制;具有转速追踪启动与断电再恢复运行功能;强大的通信功能，支持标准的RS485与Can Bus，同时提供远控键盘功能;人性化显示菜单，中文液晶显示，配以LED 显示，同时显示3 个状态参数;独特的设计，使变频器对电源的污染降到最低等。

PI7000 系列变频器广泛应用于机械、电子、冶金、石化、建材、化工、造纸、塑料、市政等工业和高科技领域的生产工艺调速和节能及自动化控制。

3 结语

该系统中变频器的动态响应很快，基本上，当人耳一听到音乐声即可见到喷泉的浪花喷涌，而且随着音乐的节奏变化喷泉能瞬时做出动态响应，达到了工作要求。海军广场的音乐曲目精选了四十种，无论是高亢的进行曲、浪漫的回旋曲还是缠绵的抒情曲都会在普传变频器的驱动下通过不同的水柱水流表现出不同的音乐境界。

在音乐喷泉中采用变频器控制是非常好的应用案例，采用普传科技变频器，可以最少的造价达到最复杂的音乐喷泉的控制要求。