EV100在音樂噴泉上的應(yīng)用
一、 引言
音樂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、配合音樂節(jié)奏而構(gòu)成的綜合水景。音樂噴泉的聲、光、色、形俱美，常常用作風(fēng)景園林的主景。隨著國民經(jīng)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(yīng)用。音樂噴泉的控制系統(tǒng)是音樂噴泉設(shè)計的核心。下面的EV100系列變頻器在南京某廣場的應(yīng)用為例，闡述音樂噴泉的變頻控制。
二、 噴泉控制系統(tǒng)的構(gòu)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(diào)速技術(shù)、實現(xiàn)水泵的無級調(diào)速，能根據(jù)音頻信號的強弱隨時調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)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?qū)崿F(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(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓 可以輸出一個相對應(yīng)的直流電壓信號，相對來講該信號很微弱，再經(jīng)過對該信號進行功率放大，可以輸出0－5V的標(biāo)準(zhǔn)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
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(zhuǎn)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(diào)速范圍寬 1：100
（4） 穩(wěn)速精度高 ±0.5%
（5） 動態(tài)響應(yīng)快 <20mS
（6） 加減速特性優(yōu)良 0.1S
EV100優(yōu)良的加減速特性能配合負(fù)載水泵實現(xiàn)較短時間內(nèi)平穩(wěn)的加減速；EV100快速的動態(tài)響應(yīng)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。
四、 EV100 參數(shù)設(shè)置和調(diào)試
P0.01=1 段子指令通道
P0.02=2 UP/DOWN設(shè)定無效
P0.07=1 模擬量AI1設(shè)定頻率
P0.11=1.5S 加速時間
P0.12=1.5S 減速時間
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(zhuǎn)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輸入濾波時間
P6.02=4 繼電器故障輸出
P8.16=3 故障自動復(fù)位次數(shù)
P8.12=0.5s 故障自動復(fù)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(diào)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(dāng)變頻器運行時其輸入輸出側(cè)會產(chǎn)生高次諧波，此諧波信號通過傳導(dǎo)、輻射、耦合等方式對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。音樂噴泉系統(tǒng)中諧波干擾會經(jīng)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(diào)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(yuǎn)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(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這就要求變頻器響應(yīng)速度快。在調(diào)節(jié)變頻器的參數(shù)時加減速時間應(yīng)盡量短，但加減速時間過短容易出現(xiàn)過流保護，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況設(shè)置合適的加減速時間。為了降低音頻調(diào)頻信號干擾，模擬量AI1需適當(dāng)設(shè)置濾波時間。EV100系列變頻器具有故障自動復(fù)位功能。為了避免干擾信號引起變頻器的故障，在調(diào)試時可將此功能打開。
五、 結(jié)束語
EV100在南京某廣場項目的成功應(yīng)用為音樂噴泉控制行業(yè)提供了一個應(yīng)用的典范。事實證明，EV100具有優(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。
六、 參考文獻
1.《EV100系列矢量變頻器說明書》 南京歐陸電氣股份有限公司
2.《園林工程建設(shè)概論》 化學(xué)工業(yè)出版社出版
