EV100在音樂(lè )噴泉上的應用
一、 引言
音樂(lè )噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產(chǎn)生不同形狀、不同色彩、配合音樂(lè )節奏而構成的綜合水景。音樂(lè )噴泉的聲、光、色、形俱美，常常用作風(fēng)景園林的主景。隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們越來(lái)越注重環(huán)境的改善和美化、音樂(lè )噴泉在小區、公園、休閑廣場(chǎng)得到了廣泛的應用。音樂(lè )噴泉的控制系統是音樂(lè )噴泉設計的核心。下面的EV100系列變頻器在南京某廣場(chǎng)的應用為例，闡述音樂(lè )噴泉的變頻控制。
二、 噴泉控制系統的構成
音樂(lè )噴泉控制系統主要由音頻控制信號、變頻器、水泵、多功能閥、萬(wàn)向噴頭及水管組成。噴泉水泵采用變頻調速技術(shù)、實(shí)現水泵的無(wú)級調速，能根據音頻信號的強弱隨時(shí)調節水泵的轉速。多功能閥和萬(wàn)向噴頭由噴泉專(zhuān)用控制器控制，可根據程序實(shí)現各種圖案和形狀。我們利用音樂(lè )的音頻信號對變頻器進(jìn)行控制，音樂(lè )的音頻信號本身是一個(gè)功率很小的交流電壓信號，經(jīng)過(guò)整流濾波穩壓 可以輸出一個(gè)相對應的直流電壓信號，相對來(lái)講該信號很微弱，再經(jīng)過(guò)對該信號進(jìn)行功率放大，可以輸出0－5V的標準直流電壓信號，即可以實(shí)現音頻信號對變頻器的控制，即對水泵浪花的控制，從而實(shí)現音樂(lè )對噴泉浪花的控制。控制系統流程圖如下圖所示：
噴泉控制系統圖
三、 EV100變頻器的介紹
EV100系列變頻器是歐陸電氣股份有限公司推出的經(jīng)濟型矢量變頻器。EV100無(wú)PG矢量量型變頻器采用先進(jìn)的磁通算法具有以下特點(diǎn)：
（1） 起動(dòng)轉矩大0.5Hz/150%（SVC）
（2） 過(guò)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） 穩速精度高 ±0.5%最高速度
（5） 動(dòng)態(tài)響應快 <20mS
（6） 加減速特性?xún)?yōu)良 0.1S（最短）
EV100優(yōu)良的加減速特性能配合負載水泵實(shí)現最短時(shí)間內平穩的加減速；EV100快速的動(dòng)態(tài)響應能及時(shí)檢測再生功率，實(shí)現無(wú)跳閘的自動(dòng)加減速過(guò)程，能伴隨著(zhù)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(shí)現了同步、不失真。
四、 EV100 參數設置和調試
P0.01=1 段子指令通道
P0.02=2 UP/DOWN設定無(wú)效
P0.07=1 模擬量AI1設定頻率
P0.11=1.5S 加速時(shí)間
P0.12=1.5S 減速時(shí)間
P2.01=11KW 電機額定功率
P2.02=50Hz 電機額定頻率
P2.03=1460RPM 電機額定轉速
P2.04=380V 電機額定電壓
P2.05=23A 電機額定電流
P5.14= 5V AI1上限值
P5.16=2.5s AI1輸入濾波時(shí)間
P6.02=4 繼電器故障輸出
P8.16=3 故障自動(dòng)復位次數
P8.12=0.5s 故障自動(dòng)復位間隔時(shí)間
變頻器的電氣接線(xiàn)圖如下圖所示：
電氣接線(xiàn)圖
調試注意事項：
（1） 音頻信號干擾問(wèn)題
從變頻器的工作原理知道，當變頻器運行時(shí)其輸入輸出側會(huì )產(chǎn)生高次諧波，此諧波信號通過(guò)傳導、輻射、耦合等方式對其他設備產(chǎn)生干擾。音樂(lè )噴泉系統中諧波干擾會(huì )經(jīng)過(guò)音頻放大系統放大后形成刺耳的噪聲并影響音樂(lè )的播放。調試時(shí)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(xiàn)采用線(xiàn)徑較粗的線(xiàn)，并且接地點(diǎn)與變頻器距離要盡量短[3]變頻器的輸入輸出動(dòng)力線(xiàn)盡量遠離音頻信號線(xiàn)和控制線(xiàn)，不要將動(dòng)力線(xiàn)和控制線(xiàn)走在同一個(gè)線(xiàn)槽中[4]音頻信號系統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(wèn)題
噴泉水泵隨音頻信號的強弱隨時(shí)調節轉速，這就要求變頻器響應速度快。在調節變頻器的參數時(shí)加減速時(shí)間應盡量短，但加減速時(shí)間過(guò)短容易出現過(guò)流保護，應根據現場(chǎng)的實(shí)際情況設置合適的加減速時(shí)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(shí)間。EV100系列變頻器具有故障自動(dòng)復位功能。為了避免干擾信號引起變頻器的故障，在調試時(shí)可將此功能打開(kāi)。
五、 結束語(yǔ)
EV100在南京某廣場(chǎng)項目的成功應用為音樂(lè )噴泉控制行業(yè)提供了一個(gè)應用的典范。事實(shí)證明，EV100具有優(yōu)良的控制特性完全能夠滿(mǎn)足音樂(lè )噴泉瞬時(shí)同步的控制需要、使水柱伴隨著(zhù)音頻信號的變化而變化，在節能的同時(shí)給人帶來(lái)了夢(mèng)幻般美妙的感受。
六、 參考文獻
1.《EV100系列矢量變頻器說(shuō)明書(shū)》 南京歐陸電氣股份有限公司
2.《園林工程建設概論》 化學(xué)工業(yè)出版社出版
