CN110118170A - 采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法 - Google Patents

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提供了一种采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，通过测量输出功率与转速之间的对应关系生成多项式方程，通过PI调节算法，实现水泵的恒扬程控制。仅需配备一个水压力传感器，即可实现多个水泵的动态调节恒扬程控制，无需在每个采用直流永磁电机的水泵上配备水压力传感器，可节约水压力传感器的使用数量，控制成本。

Description

采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法
技术领域
本发明涉及直流永磁电机控制技术领域，尤其涉及一种采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法。
背景技术
水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度，是泵的重要工作性能参数。水泵出水口的水压和水泵的扬程成比例关系，当有多个出水阀门打开的时候，水压会下降，导致每个出水口的流量降低。同理当部分阀门关闭时，剩下打开的阀门出水流量就会上升。因此如果能动态的调整水泵电机的转速，在多个阀门打开或闭合的时候都能保证出水的压力流量恒定，不仅可以让整个水泵系统有更好的性能，也可以降低功耗。水泵的恒扬程需要通过直流永磁电机提供动力，并加装额外的水压力传感器，通过传感器的信号来动态调节直流永磁电机，实现对水泵转速的动态调节。使用可调速的水泵电机配合水压力传感器可以实现上述的功能，但需要加入传感器，这样会增加成本，同时也会引入传感器可靠性的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种仅需一个水压力传感器，即可对多台水泵的直流永磁电机进行调节，并实现水泵自身无水压力传感器后可恒扬程控制的采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，具有如下控制方法：
A、在具有直流永磁电机的水泵上安装水压力传感器，开启水泵，并控制水泵出水的压力流量恒定；
B、调节水泵的出水口的阀门开度，即调节水泵的流量，检测水压力传感器信号，在水压力传感器信号稳定即出水压力恒定的情况下，测得若干组不同流量下的直流永磁电机的功率和转速的数据，流量计为Q，扬程记为H，直流永磁电机的功率记为P，直流永磁电机的转速记为RPM；
C、将流量Q、扬程H、功率P和转速RPM的数据做线性拟合，得到连续的曲线及其多项式方程；
D、拆除水泵上的水压力传感器，将多项式方程写入直流永磁电机的控制程序，通过PI调节算法，实现水泵的恒扬程控制。
进一步的，做线性拟合并得到曲线及其多项式方程时，通过Excel处理数据并生成拟合的曲线。
优选的，做线性拟合并得到曲线及其多项式方程，方程输入为功率P，输出为电机转速RPM。
在上述控制方法中，可通过单个水压力传感器，在测量若干组相同扬程下、不同流量时的电机转速和输出功率，得到了输出功率与电机转速的关系，即可根据电机控制器输出功率的变化，调节电机转速，实现水泵的恒扬程控制。
本发明的有益效果是，本发明提供的采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，仅需配备一个水压力传感器，即可实现多个水泵的动态调节，实现恒扬程控制，无需在每个采用直流永磁电机的水泵上配备水压力传感器，可节约水压力传感器的使用数量，控制成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例生成拟合的曲线及多向方程的示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
永磁同步电机及其电子控制器可以精确控制电机转速，实现无极调速。控制器会实时检测电机相电流，当负载发生变化时，控制器会实时调整电流进而调整输出功率，使速度保持稳定。出水压力发生变化时，电机的负载也会变化，控制器可以通过输出功率的变化检测到这一点，此时调节电机的转速就可以实现恒扬程控制。
基于上述原理，一种采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，具有如下控制方法：
A、在具有直流永磁电机的水泵上安装水压力传感器，开启水泵，并控制水泵出水的压力流量恒定；
B、调节水泵的出水口的阀门开度，即调节水泵的流量，检测水压力传感器信号，在水压力传感器信号稳定即出水压力恒定的情况下，测得若干组不同流量下的直流永磁电机的功率和转速的数据(如下方表1所示)，流量计为Q，扬程记为H，直流永磁电机的功率记为P，直流永磁电机的转速记为RPM；
流量(Q) 扬程(H) 功率(P) 转速(RPM)
2.58 14.93 478.21 4292.10
2.36 14.93 434.60 4085.55
2.14 15.13 398.36 3882.00
1.93 15.13 364.51 3686.25
1.71 15.09 327.16 3472.50
1.06 14.99 296.36 2855.10
0.84 14.97 263.77 2661.30
0.60 15.04 235.84 2447.25
0.45 14.99 213.07 2354.40
0.30 15.07 189.12 2233.50
0.00 15.34 180.17 2063.25
表1
C、将流量Q、扬程H、功率P和转速RPM的数据做线性拟合，得到连续的曲线及其多项式方程，方程输入功率为P，输出为电机转速；
在此过程中，可通过Excel处理数据并生成拟合的曲线，得到如图1所示的拟合曲线图，多项式方程为y＝0.00003x2-0.0566x+140.53，X轴是电机转速，Y轴是功率(图1中的E为科学记数法表示，即3E-0.5x2为0.00003x2)。
D、拆除水泵上的水压力传感器，将多项式方程写入直流永磁电机的控制程序，通过PI调节算法，实现水泵的恒扬程控制。
如此设计的采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，仅需配备一个水压力传感器，即可实现多个水泵的动态调节，实现恒扬程控制。当需要对其他水泵进行恒扬程控制时，则继续将原有的水压力传感器装至改水泵上，并重复上述控制方法，即可对应得到该水泵的恒扬程控制方法。无需在每个采用直流永磁电机的水泵上都安装配备水压力传感器，只需在需要进行恒扬程设置的水泵配合测量并输入方程即可，可有效节约水压力传感器的使用数量，控制成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，其特征在于：具有如下控制方法：
A、在具有直流永磁电机的水泵上安装水压力传感器，开启水泵，并控制水泵出水的压力流量恒定；
B、调节水泵的出水口的阀门开度，即调节水泵的流量，检测水压力传感器信号，在水压力传感器信号稳定即出水压力恒定的情况下，测得若干组不同流量下的直流永磁电机的功率和转速的数据，流量计为Q，扬程记为H，直流永磁电机的功率记为P，直流永磁电机的转速记为RPM；
C、将流量Q、扬程H、功率P和转速RPM的数据做线性拟合，得到连续的曲线及其多项式方程；
D、拆除水泵上的水压力传感器，将多项式方程写入直流永磁电机的控制程序，通过PI调节算法，实现水泵的恒扬程控制。
2.如权利要求1所述的采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，其特征在于：做线性拟合并得到曲线及其多项式方程时，通过Excel处理数据并生成拟合的曲线。
3.如权利要求1所述的采用直流永磁电机无压力传感器的水泵恒扬程控制方法，其特征在于：做线性拟合并得到曲线及其多项式方程，方程输入为功率P，输出为电机转速RPM。
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