变频器在音乐喷泉上的应用

引言

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们越来越注重居住环境的改善和美化，音乐喷泉系统以声、光、水、色结合的独特效果成为城市景观建设的重要组成部分，国内大、中城市已争相建设音乐喷泉，并向小城市发展，使得音乐喷泉系统日渐被推广应用。本文主要介绍音乐喷泉系统的构成及四方变频器在音乐喷泉控制系统中的应用，阐述了音乐喷泉对变频器应用提出了一些要求。

一、音乐喷泉系统的组成

一般音乐喷泉系统主要由音频控制系统、喷泉控制系统和灯光控制系统组成。

1、 音频控制系统：

主要由音乐播放器、前置放大器、功率放大器、监听音箱及音柱组成，大多系统采用多媒体上位机程序播放音乐，其组成如图一。

2、 喷泉控制系统：

主要由喷泉控制器（PLC）、变频器、水泵、多功能阀、万向喷头及供水管组成，其中喷泉水泵目前已采用变频调速技术，实现水泵无极调速，能根据音频信号的强弱随时调节水泵速度，多功能阀及万向喷头由喷泉控制（PLC）控制，如图二所示：

3、 灯光控制系统：

由喷泉控制（PLC）来进行控制。

音乐喷泉控制系统集音频控制技术、程序控制技术和智能控制技术于一体的控制系统，属于一种工业现场控制系统，其上位机大多采用多媒体工业PC机（或者PLC）组成，全程实时音控，能根据乐曲旋律、节奏和音频的强弱程度控制喷泉系统，加上灯管控制，可以实现集声、光、电于一体的发杂的现场控制系统。

二、变频器在音乐喷泉系统的应用

变频器在音乐喷泉上的应用，变频器接收喷泉控制器的信号（通讯信号或者模拟量信号）来改变转速，这个信号由音频控制系统来完成，以实现喷泉实时跟随音乐节奏的变化而变化的效果。

1、 系统方案介绍

E380系列变频器是四方公司推出的一款高可靠性的通用型变频器，其有如下特点：

（1）过载能力强 150%额定电流60S；180%额定电流2S
（2）调速范围宽 1:100
（3）稳速精度高 ±0.5%
（4）动态响应快 <=20ms
（5）加减速特性优良 0.1S
（6）高可靠性

E380优良的加减速特性能配合负载水泵实现最短时间平稳的加减速，能伴随音频信号的变化，瞬间改变变频器的输出频率，从而改变喷泉水柱的波形，使水柱波形和音频信号实现了同步、不失真。

2、变频器系统接线图

E380系列变频器接线图如下：

变频器参数设置

F0.1=0004模拟量VC1设定频率
F0.4=0001控制命令为端子控制
F0.7=20.00下限频率为20.00HZ
F0.10=1.5加速时间为1.5S
F0.11=1.5减速时间为1.5S
F3.8=16 继电器输出为变频器故障
F6.1=3 故障自恢复为3次
F6.2=0.5故障自恢复时间间隔为0.5S

4、 调试步骤和注意事项

（1）根据电气图接线，并根据给定参数，设置变频器参数；
（2）系统启动，观察喷泉是否跟随音乐播放器音乐节奏，根据现场情况，修改加减速时间，并根据水柱的高度，矫正输入模拟量；
（3）根据最低水柱要求，修改变频器的下限频率；

5、常见问题：

（1）音频信号干扰问题。音乐喷泉系统中谐波干扰会经过放大系统放大后形成刺耳的噪音，可以通过以下方式解决：①降低变频器的载波频率；②变频器可靠接地；③音频信号控制线远离变频器的动力线；④音频信号电源与变频器电源隔离

（2）变频器跳保护问题。喷泉水泵随音频信号的强弱随时调整转速，这就要求变频器响应速度快，在调节变频器的参数时加减速时间应尽量短，但加减速时间过短容易出现过流保护，应根据现场的实际情况设置合适的加减速时间。

三、结束

四方E380系列变频器在某项目的成功应用为音乐喷泉控制行业提供了一个应用范例，事实证明，E380能够满足音乐喷泉的要求，在大幅度节能的同时，变频器的高稳定性，给客户带来了美妙的感受。