[发明专利]一种水泵变频器的超载自动保护控制方法

摘要

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。

主权项

1.一种水泵变频器的超载自动保护控制方法，其特征在于，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；所述的恒压力控制模块，增添了功率判定条件P＜P_N，包含功率判定程序和恒压力调频程序；其中，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；进而频率设定值：其中L_F为定值，与泵机有关；循环结束后，输出本次压力PID控制中得出的频率设定值f_设定；所述恒功率控制模块，包括延时触发的压力判定程序和恒功率调频程序；所述延时触发的压力判定程序，是指在恒功率控制循环k超过N_P时执行压力判定程序，所述N_P是恒功率控制循环的最低次数，由用户根据实际情况自行设定，用以保证超载时的降频保护操作有效施行；所述压力判定程序是指：通过判定条件F＜F_N判定是否可以安全恢复恒压力控制，当满足判定条件F＜F_N时，仍进行恒功率调频；当不满足判定条件F＜F_N时，恒功率控制循环次数k清零，切换至恒压力控制模块进行操作；所述功率设定值是额定值的0.9倍，即P_设定＝0.9P_N，保证恒功率调频下泵机的安全运行；所述恒功率调频涉及的功率PID控制中：P_k＝P为第k次采样值；e_P(k)＝P_设定‑P_k为第k次误差值；为第k次功率值增量，默认e_P(0)＝0；其中K_p2,K_i2,K_d2为预设值；由于P和f³满足关系；进而频率设定值：其中L_P为定值，与泵机有关；循环结束后，输出本次功率PID控制中得出的频率设定值f_设定；上述水泵变频器的超载自动保护控制方法分以下步骤实现：步骤一、当压力传感器实时采集泵机出口的压力F小于压力设定值F_N时，控制单元运行恒压力控制模块；同时，控制单元实时监控泵机的输出功率P；步骤二、当泵机的输出功率P小于泵机的额定功率P_N时，恒压力控制模块继续运行；当泵机的输出功率P大于泵机的额定功率P_N时，控制单元运行恒功率控制模块；并记录执行恒功率调频程序的循环次数k；步骤三、当恒功率调频程序的循环次数k达到恒功率调频程序的设定值N_P时，控制单元以F＜F_N为判定条件进行压力判定：当满足判定条件F＜F_N时，仍进行恒功率调频；当不满足判定条件F＜F_N时，恒功率控制模块停止运行，恒压力控制模块开始运行。