[发明专利]一种水泵变频器的超载自动保护控制方法

说明书

本发明公开的一种水泵变频器的超载自动保护控制方法，属于水泵控制技术领域。所述水泵系统包括交流电源、压力传感器、泵机和专用变频器。所述专用变频器包括交流变频电路和控制单元。所述控制单元包括功率计算模块、信号采集模块、恒压力控制模块和恒功率控制模块，负责输出电流的频率设定值f_设定。本发明涉及的超载保护控制方法，主要应用于专用变频器控制单元的控制模块。控制模块内的恒压力控制模块负责功率判定、恒压力调频；恒功率控制模块负责压力判定、恒功率调频。本发明涉及的超载保护控制方法，通过恒压力与恒功率调频的适时切换，既保证了额定功率范围内的恒压力控制，同时也实现超载状态下的恒功率控制，完成对泵机的有效保护。

技术领域

本发明属于水泵控制技术领域，具体涉及一种水泵变频器的超载自动保护控制方法。

背景技术

目前的供水系统中通常采用恒压力供水，以保证各楼层用水压力充足。通过变频技术调节频率实现的恒压控制方法，在城市供水系统中占主流趋势。所谓恒压控制，是指对水泵出水口压力作恒压调节，根据出水口采集的压力信号，调节变频器输出频率，继而控制泵机转速。通过变频技术实现恒压供水的设备都会设定一个出水口压力值，以保证压力恒定。但恒压控制下的水泵系统出现超载情况时，会给水泵系统造成损伤。举例：将适用于低层的小功率水泵系统应用于高层工作环境时；水泵与供水水管型号不匹配时等等。诸如此类情况都可能导致泵机遭遇超载问题。

以往的解决方式是挑选出完美符合环境要求的恒压控制泵机，对应的恒压参数要严格满足环境条件。然而由于用户方面的人为因素，或其他原因带来的不匹配问题，都将导致泵机遭受超载情况，甚至使泵机长时间工作在超载工况下。这无疑会大大缩短泵机的使用寿命。

发明内容

为克服以上情况中恒压控制下的水泵系统可能遇到超载导致泵机损坏的问题，本发明提出了一种水泵变频器的超载自动保护控制方法，以保护泵机的安全运行。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种水泵变频器的超载自动保护控制方法，所述水泵包括交流电源、压力传感器、泵机和水泵用变频器。所述交流电源用于给整个系统供电；所述压力传感器用于实时采集泵机出口处的压力信号；所述泵机用于给管路中的水加压；所述水泵用变频器包括交流变频电路和控制单元，用于调节泵机的频率f_设定。该控制单元包括功率计算模块、信号采集模块和控制模块，控制单元使用PID方法运行；计算模块用于执行相关计算；信号采集模块将压力传感器采集到的信号传输给计算模块；控制模块包括恒压力控制模块和恒功率控制模块，负责输出电流的频率设定值f_设定。

本发明涉及的超载保护控制方法，主要通过恒压力与恒功率调频的适时切换，既保证了额定功率范围内的恒压力控制，同时也实现超载状态下的恒功率控制，完成对泵机的有效保护。

所述恒压力控制模块，与以往的PID恒压力控制方式的不同之处在于，增添了功率判定条件P＜P_N。所述恒压力控制模块包含功率判定程序和恒压力调频程序。所述功率判定程序指通过判定条件P＜P_N判定泵机是否超载，当满足判定条件P＜P_N时，进行恒压力调频；当不满足判定条件P＜P_N时，循环次数k清零，切换至恒功率控制模块进行操作。

所述恒压力调频涉及的压力PID控制中：

F_k＝F为第k次压力值采样，e_F(k)为第k次压力值误差；

为的第k次压力值增量，默认e_F(0)＝0；其中K_p1,K_i1,K_d1为预设值；

由于F和f²满足关系；