CN107514357B - 防止过度磨损的泵机频率转换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了防止过度磨损的泵机频率转换系统，当监测模块监测到节点的输出流量变化时，控制模块将变化的输出流量ΔQ根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure DDA0001397809180000011
上式中，当监测模块监测到节点的输出压力变化时，控制模块将变化的输出压力ΔH根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure DDA0001397809180000012
变频泵机根据Qi和Hi调整转速。本发明防止过度磨损的泵机频率转换系统，根据分配到的压力和流量调整变频泵机的转速，从而保证了不会出现变频泵机因转速过大而出现磨损过快的现象。

Description

防止过度磨损的泵机频率转换系统
技术领域
本发明涉及供水工程领域，具体涉及防止过度磨损的泵机频率转换系统。
背景技术
水资源及能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策。美国从20世纪90年代将变频节水节能技术应用于平移式、轴转动式喷灌机及管道灌溉等系统，但其价格昂贵。当时，在我国城乡供水及水泵抽灌系统中，电机以额定转速运行，并以额定出水量供水，当用水量减少或在用水低谷时，管网压力过高，水龙头和输水管道往往被损坏，这样也造成电能与水资源的浪费。“九五”期间，我国在工业上将交流变频调速技术列为新技术推广项目。
虽然变频泵机可以起到节水节能的作用，但是在进行管网铺设的时候，连接到同一节点的变频泵机往往数量众多，这就使得在变频泵机变频时，泵机由于与节点的距离不同，响应时间就会不同，从而导致部分变频泵机转速过大，磨损加大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的变频泵机控制技术中，在变频泵机变频时，泵机由于与节点的距离不同，响应时间就会不同，从而导致部分变频泵机转速过大，磨损加大，目的在于提供防止过度磨损的泵机频率转换系统，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
防止过度磨损的泵机频率转换系统，包括：用于监测节点流量和压力的监测模块；用于储存所有变频泵机工作功率Pi(i＝1,2,…,n)的控制模块；上式中n为连接到节点的变频泵机的数量；用于将流量和压力分配至变频泵机控制端的分配模块；当监测模块监测到节点的输出流量变化时，控制模块将变化的输出流量ΔQ根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure BDA0001397809160000011
上式中，ΔQ为节点变化的输出流量；Qi为分配到变频泵机i的输出流量；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；当监测模块监测到节点的输出压力变化时，控制模块将变化的输出压力ΔH根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure BDA0001397809160000012
上式中，ΔH为节点变化的输出压力；Hi为分配到变频泵机i的输出压力；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；变频泵机根据Qi和Hi调整转速。
现有技术中，变频泵机可以起到节水节能的作用，但是在进行管网铺设的时候，连接到同一节点的变频泵机往往数量众多，这就使得在变频泵机变频时，泵机由于与节点的距离不同，响应时间就会不同，从而导致部分变频泵机转速过大，磨损加大。本发明应用时，当节点的输出流量变化时将变化的输出流量分配到所有节点的变频泵机，从而避免了部分变频泵机转速过大，而通过
Figure BDA0001397809160000021
进行流量分配，可以有效的避免功率较小的变频泵机分配到与功率较大的变频泵机相同的流量，从而保证了功率较小的变频泵机也不会发生转速较快的现象；当节点的输出压力变化时将变化的输出压力分配到所有节点的变频泵机，而通过
Figure BDA0001397809160000022
进行压力分配，可以有效的避免功率较小的变频泵机分配到与功率较大的变频泵机相同的压力，从而保证了功率较小的变频泵机也不会发生转速较快的现象；再根据分配到的压力和流量调整变频泵机的转速，从而保证了不会出现变频泵机因转速过大而出现磨损过快的现象。
进一步的，所述变频泵机根据Qi调整转速使得泵机的输出流量的增量为Qi；所述变频泵机根据Hi调整转速使得泵机的输出压力的增量为Hi。
进一步的，连接到节点的变频泵机的数量至少为3个。
进一步的，当ΔQ小于流量阈值时，分配模块仅将ΔQ分配到工作功率最大的变频泵机。
进一步的，当ΔH小于压力阈值时，分配模块仅将ΔH分配到工作功率最大的变频泵机。
本发明应用时，当变化的输出流量小于流量阈值时，将输出流量分配到工作功率最大的变频泵机，当变化的输出压力小于压力阈值时，将输出压力分配到工作功率最大的变频泵机，从而避免了当管道压力和流量出现小幅波动时，整个系统频繁变频导致泵机不稳定，保证了整个系统的可靠性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明防止过度磨损的泵机频率转换系统，根据分配到的压力和流量调整变频泵机的转速，从而保证了不会出现变频泵机因转速过大而出现磨损过快的现象。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明防止过度磨损的泵机频率转换系统，包括：用于监测节点流量和压力的监测模块；用于储存所有变频泵机工作功率Pi(i＝1,2,…,n)的控制模块；上式中n为连接到节点的变频泵机的数量；用于将流量和压力分配至变频泵机控制端的分配模块；当监测模块监测到节点的输出流量变化时，控制模块将变化的输出流量ΔQ根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure BDA0001397809160000031
上式中，ΔQ为节点变化的输出流量；Qi为分配到变频泵机i的输出流量；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；当监测模块监测到节点的输出压力变化时，控制模块将变化的输出压力ΔH根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure BDA0001397809160000032
上式中，ΔH为节点变化的输出压力；Hi为分配到变频泵机i的输出压力；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；变频泵机根据Qi和Hi调整转速。所述变频泵机根据Qi调整转速使得泵机的输出流量的增量为Qi；所述变频泵机根据Hi调整转速使得泵机的输出压力的增量为Hi；连接到节点的变频泵机的数量至少为3个。当ΔQ小于流量阈值时，分配模块仅将ΔQ分配到工作功率最大的变频泵机。当ΔH小于压力阈值时，分配模块仅将ΔH分配到工作功率最大的变频泵机。
本实施例实施时，当节点的输出流量变化时将变化的输出流量分配到所有节点的变频泵机，从而避免了部分变频泵机转速过大，而通过
Figure BDA0001397809160000033
进行流量分配，可以有效的避免功率较小的变频泵机分配到与功率较大的变频泵机相同的流量，从而保证了功率较小的变频泵机也不会发生转速较快的现象；当节点的输出压力变化时将变化的输出压力分配到所有节点的变频泵机，而通过
Figure BDA0001397809160000034
进行压力分配，可以有效的避免功率较小的变频泵机分配到与功率较大的变频泵机相同的压力，从而保证了功率较小的变频泵机也不会发生转速较快的现象；再根据分配到的压力和流量调整变频泵机的转速，从而保证了不会出现变频泵机因转速过大而出现磨损过快的现象。当变化的输出流量小于流量阈值时，将输出流量分配到工作功率最大的变频泵机，当变化的输出压力小于压力阈值时，将输出压力分配到工作功率最大的变频泵机，从而避免了当管道压力和流量出现小幅波动时，整个系统频繁变频导致泵机不稳定，保证了整个系统的可靠性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.防止过度磨损的泵机频率转换系统，其特征在于，包括：
用于监测节点流量和压力的监测模块；
用于储存所有变频泵机工作功率Pi(i＝1,2,…,n)的控制模块；n为连接到节点的变频泵机的数量；
用于将流量和压力分配至变频泵机控制端的分配模块；
当监测模块监测到节点的输出流量变化时，控制模块将变化的输出流量ΔQ根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure FDA0003075076770000011
上式中，ΔQ为节点变化的输出流量；Qi为分配到变频泵机i的输出流量；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；
当监测模块监测到节点的输出压力变化时，控制模块将变化的输出压力ΔH根据下式得出并通过分配模块分配至所有节点的变频泵机；
Figure FDA0003075076770000012
上式中，ΔH为节点变化的输出压力；Hi为分配到变频泵机i的输出压力；Pi为变频泵机i的工作功率；n为连接到节点的变频泵机的数量；
变频泵机根据Qi和Hi调整转速；
所述变频泵机根据Qi调整转速使得泵机的输出流量的增量为Qi；所述变频泵机根据Hi调整转速使得泵机的输出压力的增量为Hi；
连接到节点的变频泵机的数量至少为3个。
2.根据权利要求1所述的防止过度磨损的泵机频率转换系统，其特征在于，当ΔQ小于流量阈值时，分配模块仅将ΔQ分配到工作功率最大的变频泵机。
3.根据权利要求1所述的防止过度磨损的泵机频率转换系统，其特征在于，当ΔH小于压力阈值时，分配模块仅将ΔH分配到工作功率最大的变频泵机。
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