变频器在高速公路上的应用

 1 引言
在高速公路上，设有很多收费站，每一进、出车道上均有一栏杆机，栏杆机的传动需要变频器驱动。这些收费站大都远离城市，收费站的生活区也不可能由城市自来水供应。一般是就地打一口井，抽地下水满足生活需求，这就需要一套小型的供水系统。高速公路上每间隔50～60km就有一个服务区，这些服务区也是远离城市，同样需要独立的供水系统。在全国，高速公路收费站、服务区的数量众多，变频恒压供水系统是必然的选择。另外，在较长隧的通风系统中变频器也有应用。

2 变频器在栏杆上的应用
栏杆机控制高速公路的起、闭。栏杆机由金属机箱（橙黄色）、电机、减速器，变频器、动态平衡器、控制凸轮组、横杆、防砸检测器等组成。其中控制器由两部分电路组成，一部分控制档车器的横杆运动；另一部分用于处理各种输入输出信号，如防砸处理、119报警处理和等待放行功能等。栏杆机与入口终端机及出口终端机等设备联机，以控制档杆之开启与关闭。档杆长度为3m或以上。档杆可做0～90°间连续运转不会过载，启、闭档杆的时间在5s以内，每天可操作10000次。栏杆机的供电电压为交流220v，由于高速公路收费站远离城市，供电大多就近取自农网，农网的供电压不稳定，电压的波动达到±20%。由此对变频器的要求是：频繁的起动停止、快速的加减速、适应宽范围波动的电源电压、运行平稳、栏杆起升、下降的位置准确。一般栏杆机安装在野外，收费站的顶棚可遮挡从上面下的雨，但挡不住风大时从侧面吹来的雨水，因此，栏杆都有一个封闭的机箱，用来安装变频器和电器控制系统。变频器装在空间不大的封闭机箱中，在夏季气温较高时不会引起过热跳闸。因为安装位置有限，要求变频器的体积尽量小。
希望森兰sb40d系列变频器是高性能的通用变频器、具有较高的启动转矩、设计上运用独有树状散热器，可使机身超小型、生产采用贴片工艺，使机器可靠性大幅度提高、内置plc功能、igbt、ipm智能功率模块超静音运行、多路可编程功能输出端子和继电器输出端子、输入电压的变化范围允许在176v～264v之间。在某高速公路收费站用希望森兰sb40d0.75kw变频器控制栏杆机，变频器的设置如下：f02=1运转指令由端子控制，f08=0.7加速时间0.7s，f09=0.7减速时间0.7s，f31=0.1起动持续时间0.1s，其余均按出厂值。栏杆机使用变频器后，由于加减速时间可任意调节，此处设置加减速时间为0.7s，档杆每天操作数百次至上千次，挡杆起降平稳自如；输入电压的变化范围到±20%后，没有因电压的波动跳闸，取得了较好的使用效果。

3 高速公路服务区和收费站的恒压供水
高速公路服务区和收费站中有不少工作人员，有人生活的地方就一定要用水，而服务区和收费站一般离城市较远，不可能依靠城市自来水管网供水，只好就近取水源供水。靠河边的区、站总是少数，因此绝大多数区、站取地下水，如果铁锰含量超标，经暴化处理，再经沉淀，过滤后作为生活用水。在这些区、站中人数不是很多，高峰和低谷的用水量变化非常大，不用变频调速的供水系统会造成电能极大的浪费。因此，最常见的都做成变频恒压供水系统，这样，当用水量较小时，变频器自动降频，水泵电机的转速变慢，电能消耗大幅度下降；深夜无人用水时，还可使变频器进入休眠状态，即变频器停止运行，但仍在监测管网的水压。由于管道的泄漏，当管网的水压低于某一值时，例如，设定值的65%（此值可任意设定），变频器重新起动，管网水压又开始上升，到设定值时仍无人用水，过一段时间变频器再次进入休眠。这样，无需人员的干预，就可实现水泵的自动起停，节电会更显著。从上面的过程还可看出，用水的高峰和低谷之间差别越大，管道的泄漏越少，节电越显著。