[发明专利]一种基于末端定阻抗来控制水泵变频的方法

说明书

技术领域：

[本发明涉及水泵的变频控制方法，尤其是基于末端定阻抗来控制水泵变频的方法。

背景技术：

[作为我国工农业领域主要的耗电设备之一，水泵被广泛应用于建筑、城市给排水、石油化工、动力工业、火力发电、船舶工业以及冶金采矿等领域，其耗电量占全国总发电量的 20%左右。在大型公共建筑供热空调电力消耗的实测中，水泵与风机的电力消耗约占 60%~70%左右。目前水泵的最高效率一般能达到 75%~85%，但是在运行过程中，大多数水泵的效率在 30%~50%之间，比发达国家水泵运行效率要低很多，能耗浪费比较严重，运行效率有较大的提升空间。

变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n =60 f (1-s) / p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。通过流体力学的基本定律可知：泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n , H∝n²，P∝n³；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。同时采用变频调节，可以减轻磨损，降低泵的噪声，延长使用寿命。

目前水泵变频闭式变水量系统的控制方式主要有温差控制方式、压差控制方式、最小阻力控制方式及其他控制方式等。水泵变频的压差控制法比较快速稳定，应用最广泛；供回水干管定压差控制方式简单但能耗较大，末端定压差控制方式能耗较小但末端及压差值不易定，而且可调性较差；最小阻力控制法能耗最小，但对末端阀门要求较高，且需对大多数阀门进行监测，对控制要求较高；因此，在目前形势下，提出一种普遍适用的控制简单、能耗较低的新的水泵变频控制技术及台数控制技术十分必要。

发明内容：

[针对现在水泵变频控制的形势，本发明提出了一种基于末端定阻抗来控制水泵变频的方法，其技术方案为在输入端预先给定的阻抗值St，然后通过连接调节器的控制器根据给定的阻抗值St调节水泵电机，水泵电机经过变频调节电机的转速，获得最终的水流，在末端设置压差传感器和流量传感器，通过测量和计算，得到实际的阻抗值St ‘，重新反馈到输入端进行调节。

变频器同时加装工频旁路装置，由高压隔离开关组控制断开和闭合，保证系统可靠性。

调节器能够根据反馈得到的阻抗值进行闭环调节，使系统能够达到自适应状态。

可以对水泵在多种变频情况下的流量和能耗数据进行统计，得出最优阻抗值的区间，使预先给定阻抗值的输入更有依据性。

有益效果：

变频调节就是利用性能曲线改变的方法来改变工作点,是比较理想的一种调节方法，同时通过变频器改变电源的工作频率可以实现对交流电机的无级调速，且基于末端定阻抗控制水泵变频的方法控制简单、能耗较低。

附图说明：

图1为末端定阻抗控制方式控制流程图。

图2为工频旁路控制示意图。

具体实施方式：

[为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下。

在输入端预先给定的阻抗值S_t，然后通过连接调节器的控制器根据给定的阻抗值S_t调节水泵电机，水泵电机经过变频调节电机的转速，获得最终的水流。

在末端设置压差传感器和流量传感器，通过测量和计算，得到实际的阻抗值S_t ‘，重新反馈到输入端进行调节。

由图2，为变频器同时加装工频旁路装置，变频器异常时，变频器停止运行，可以让电机直接手动切换到工频下运行。工频旁路由S1、S2和S3三个高压隔离开关组成。要求S2不能与S3同时闭合，在机械上实现互锁。变频运行时，S1和S2闭合，S3断开；工频运行时，S3闭合， S1和S2断开，可充分保证系统的可靠性。

申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。