INVT-CHE在音樂噴泉上的應用

分類：解決方案日期：2010-07-16 10:07:16

█ 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(jù)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(jù)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?？刂葡到y(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(shù)設置和調試

功能碼	參數(shù)選擇	參數(shù)定義
P0.01	1	段子指令通道
P0.02	2	UP/DOWN設定無效
P0.03	1	模擬量AI1設定頻率
P0.08	1.5S	加速時間
P0.09	1.5S	減速時間
P2.01	11	電機額定功率
P2.02	50Hz	電機額定頻率
P2.03	1460	電機額定轉速
P2.04	380V	電機額定電壓
P2.05	23 A	電機額定電流
P5.09	5V	AI1上限值
P5.11	2.5s	AI1輸入濾波時間
P6.01	3	繼電器故障輸出
P8.11	3	故障自動復位次數(shù)
P8.12	0.5s	故障自動復位間隔時間

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(shù)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(jù)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。