一種基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
[本發(fā)明涉及水泵的變頻控制方法，尤其是基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法。
[0002]【背景技術】:
[作為我國工農業(yè)領域主要的耗電設備之一，水泵被廣泛應用于建筑、城市給排水、石油化工、動力工業(yè)、火力發(fā)電、船舶工業(yè)以及冶金采礦等領域，其耗電量占全國總發(fā)電量的20%左右。在大型公共建筑供熱空調電力消耗的實測中，水泵與風機的電力消耗約占60%~70%左右。目前水泵的最高效率一般能達到75%~85%，但是在運行過程中，大多數(shù)水泵的效率在30°/『50%之間，比發(fā)達國家水泵運行效率要低很多，能耗浪費比較嚴重，運行效率有較大的提升空間。
[0003]變頻調速技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系:n=60 f (1-s) / p,(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數(shù))；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過流體力學的基本定律可知:泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速η與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系:Q ~ η，H - η2, P oc n3;g卩，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。同時采用變頻調節(jié)，可以減輕磨損，降低泵的噪聲，延長使用壽命。
[0004]目前水泵變頻閉式變水量系統(tǒng)的控制方式主要有溫差控制方式、壓差控制方式、最小阻力控制方式及其他控制方式等。水泵變頻的壓差控制法比較快速穩(wěn)定，應用最廣泛；供回水干管定壓差控制方式簡單但能耗較大，末端定壓差控制方式能耗較小但末端及壓差值不易定，而且可調性較差；最小阻力控制法能耗最小，但對末端閥門要求較高，且需對大多數(shù)閥門進行監(jiān)測，對控制要求較高；因此，在目前形勢下，提出一種普遍適用的控制簡單、能耗較低的新的水泵變頻控制技術及臺數(shù)控制技術十分必要。
[0005]
【發(fā)明內容】
:
[針對現(xiàn)在水泵變頻控制的形勢，本發(fā)明提出了一種基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其技術方案為在輸入端預先給定的阻抗值st，然后通過連接調節(jié)器的控制器根據(jù)給定的阻抗值St調節(jié)水泵電機，水泵電機經過變頻調節(jié)電機的轉速，獲得最終的水流，在末端設置壓差傳感器和流量傳感器，通過測量和計算，得到實際的阻抗值St ‘，重新反饋到輸入端進行調節(jié)。
[0006]變頻器同時加裝工頻旁路裝置，由高壓隔離開關組控制斷開和閉合，保證系統(tǒng)可靠性。
[0007]調節(jié)器能夠根據(jù)反饋得到的阻抗值進行閉環(huán)調節(jié)，使系統(tǒng)能夠達到自適應狀態(tài)。
[0008]可以對水泵在多種變頻情況下的流量和能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，得出最優(yōu)阻抗值的區(qū)間，使預先給定阻抗值的輸入更有依據(jù)性。
[0009]有益效果:
變頻調節(jié)就是利用性能曲線改變的方法來改變工作點，是比較理想的一種調節(jié)方法，同時通過變頻器改變電源的工作頻率可以實現(xiàn)對交流電機的無級調速，且基于末端定阻抗控制水泵變頻的方法控制簡單、能耗較低。
[0010]【附圖說明】:
圖1為末端定阻抗控制方式控制流程圖。
[0011]圖2為工頻芳路控制不意圖。
[0012]【具體實施方式】:
[為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下。
[0013]在輸入端預先給定的阻抗值St，然后通過連接調節(jié)器的控制器根據(jù)給定的阻抗值St調節(jié)水泵電機，水泵電機經過變頻調節(jié)電機的轉速，獲得最終的水流。
[0014]在末端設置壓差傳感器和流量傳感器，通過測量和計算，得到實際的阻抗值St ‘，重新反饋到輸入端進行調節(jié)。
[0015]由圖2，為變頻器同時加裝工頻旁路裝置，變頻器異常時，變頻器停止運行，可以讓電機直接手動切換到工頻下運行。工頻旁路由S1、S2和S3三個高壓隔離開關組成。要求S2不能與S3同時閉合，在機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，SI和S2閉合，S3斷開；工頻運行時，S3閉合，SI和S2斷開，可充分保證系統(tǒng)的可靠性。
[0016]申請人聲明，以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其特征在于:在輸入端預先給定的阻抗值st，然后通過連接調節(jié)器的控制器根據(jù)給定的阻抗值St調節(jié)水泵電機，水泵電機經過變頻調節(jié)電機的轉速，獲得最終的水流，在末端設置壓差傳感器和流量傳感器，通過測量和計算，得到實際的阻抗值St ‘，重新反饋到輸入端進行調節(jié)。
2.根據(jù)權利I所述的基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其特征在于:變頻器同時加裝工頻旁路裝置，由高壓隔離開關組控制斷開和閉合，保證系統(tǒng)可靠性。
3.根據(jù)權利I所述的基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其特征在于:調節(jié)器能夠根據(jù)反饋得到的阻抗值進行閉環(huán)調節(jié)，使系統(tǒng)能夠達到自適應狀態(tài)。
4.根據(jù)權利I所述的基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其特征在于:可以對水泵在多種變頻情況下的流量和能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，得出最優(yōu)阻抗值的區(qū)間，使預先給定阻抗值的輸入更有依據(jù)性。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于末端定阻抗來控制水泵變頻的方法，其主要技術方案為通過保持末端阻抗值St的恒定來進行水泵變頻的控制。阻抗是壓差與流量平方的比值，通過監(jiān)測末端壓差值與流量值來獲得阻抗值，然后通過獲取的阻抗值，當實際運行的末端阻抗值大于設定區(qū)間內的最大值，則減小變頻泵的轉速以調小流量；當實際運行的末端阻抗值小于設定區(qū)間內的最小值，則增大變頻泵的轉速以增大系統(tǒng)流量。變頻調節(jié)就是利用性能曲線改變的方法來改變工作點,是比較理想的一種調節(jié)方法，同時通過變頻器改變電源的工作頻率可以實現(xiàn)對交流電機的無級調速。
【IPC分類】F04B49-06
【公開號】CN104595168
【申請?zhí)枴緾N201410728977
【發(fā)明人】曹士華, 曹鵬
【申請人】安徽士華機電設備科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月3日