[发明专利]排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法及系统

说明书

本发明提供了一种排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法及系统，所述排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法在风机水泵变频器基础上，以分段调制方式对电动机进行调频控制，具体包括：在轴流泵的起动阶段，采用电压正比于频率二次方的电压‑频率调制方式对电动机进行调频控制，保证电动机的软起动；在轴流泵的正常运行阶段，采用恒压频比的电压‑频率调制方式对电动机进行调频控制，实现轴流泵流量的额定值向下的调节。本发明提供的排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法能够解决现有技术中直接采用通用的水泵专用变频器对轴流泵进行调频而造成的工作效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法及系统。

背景技术

在农田灌溉、水利枢纽等设施，由于要求使用的水泵具有大流量，且不需要太大扬程，多使用轴流泵进行排给水。

由于轴流泵的运行特性与离心式水泵的运行特性存在较大差异，参见图1和图2，图1是轴流式水泵的工作特性图，图2是离心式水泵的工作特性图，从图1和图2可以看出，轴流式水泵和离心式水泵在特性曲线上存在较大的差异，这主要是由于两者的工作原理和结构不同造成的。轴流式水泵与离心式水泵相比，前者的效率曲线(Q-η)比后者的效率曲线具有更窄的高效率工作范围，而在较高效率工作范围内，轴流泵的流量-扬程(Q-H)曲线下降幅度更加明显，这是因为轴流泵具有与离心泵相比更大的比转速。同时，轴流泵的流量-轴功率(Q-P)曲线与离心泵的具有相反的特性，即离心泵的轴功率随着流量的上升有较缓的上升情况，而轴流泵的轴功率在高效率工作范围内，随着流量的增大会快速的下降。

然而通常所使用的水泵专用变频器其实是适用于风机和离心式水泵的，并不完全适用于轴流泵。若直接采用通常所使用的水泵专用变频器对轴流泵进行调频控制，那么肯定会造成电动机工作效率低下的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法及系统，以解决现有技术中直接采用通用的水泵专用变频器对轴流泵进行调频而造成的工作效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种排灌用轴流泵电动机变频器的调频方法，所述方法在风机水泵变频器基础上，以分段调制方式对电动机进行调频控制，具体包括：

在轴流泵的起动阶段，采用电压正比于频率二次方的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制，保证电动机的软起动；

在轴流泵的正常运行阶段，采用恒压频比的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制，实现轴流泵流量的额定值向下的调节。

优选地，所述采用电压正比于频率二次方的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制，包括：

采用如下的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制：

U＝U₀+k₁·f²,0≤f<f₀；

其中，U₀为电动机起动补偿电压；f₀为轴流泵起动阶段与正常运行阶段的分段点频率；k₁为轴流泵的起动阶段，采用电压与频率成二次函数关系调频模式的系数。

优选地，所述采用恒压频比的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制，包括：

采用如下的电压-频率调制方式对电动机进行调频控制：

其中，U_m和f_m为额定电压与频率；f₀为轴流泵起动阶段与正常运行阶段的分段点频率。