CN206554166U - 一种变频供水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频供水控制系统，包括供电系统和供水系统；供水系统包括水泵机组以及传感器，水泵机组包括变频电机；变频电机包括外壳、定子、转子、控制器和变频模块，转轴的输出端伸出外壳的输出端部，电气安装散热腔体的高度沿着转轴的轴线方向延伸，转轴具有用于配合电气安装散热腔体延伸的转轴延长部，控制器和变频模块设置在电气安装散热腔体中。本实用新型包括了供电系统和供水系统，供水系统采用了变频供水的方式，结构设计科学合理，设备投资小，维护容易，节能效果好；通过变频电机来控制水泵的供水方式，可达到节能环保的目的。

Description

一种变频供水控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体涉及到一种变频供水控制系统。

背景技术

生活给水时，由变频器时刻监控管网压力，对反馈值和设定值进行运算和比较计算，如果管网压力高于用户所需压力(设定压力)则自动减少输出频率，从而使水泵的转速减少，出水量减少。如果管网压力低于用户所需压力(设定压力)则自动增加输出频率，从而使水泵的转速增加，出水量增加。当例如当水泵运行时间很长需要轮换或水泵故障，可编程控制器自动发出命令，断开第一接触器KM11，停止变频器的运行信号，中间间断几秒，再接通第二接触器KM12，启动变频器的运行信号，变频器控制第二水泵运行，这样可以保障供水安全。但是，第二水泵切换第一水泵时会出现时间间隔，也就是在变频器停止第一水泵后启动第二水泵之间有时间差，在这段时间里出水管网压力会下降很快，导致水锤现象出现，还有出现故障的不是水泵而是变频器时，那么该供水系统无法正常供水。

随着社会的发展与进步，城市高层建筑供水问题日益突出，一方面要求提高供水质量，不能因压力的波动造成供水障碍，另一方面要求保证供水的安全性及可靠性。而传统的水塔供水方式暴露了很多缺点：用水高低峰的不平衡，管道阀门易损坏，维修保养费用过高等。

目前，电机被广泛的应用于人们日常生活和工业生产中，而电机基本都是采用通用电机技术方案设计制成，因运行工况与设计工况的不匹配会导致电机运行效率及使用效率极大降低。为了解决上述问题，电机通常配备变频模块进行调速控制，变频电机的模式出现，而此模式以其突出的控制优势、宽广的适用范围逐渐取代了传统的机械调速和直流调速的方案。

但是，现有技术中的变频电机需要对电机额外配置控制柜安装变频模块和控制器等控制部件以满足变频模块等组件的散热要求，控制柜使得现有技术中的变频电机整体体积较大且集成度较低。由上可知，现有技术中的变频电机的体积较大、集成度较低且可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变频供水控制系统。

为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种变频供水控制系统，包括供电系统和供水系统；供电系统包括配电柜，配电柜内安装有稳压器和隔离开关；

供水系统包括供水管路、电磁阀、水泵机组以及传感器，传感器包括压力传感器和水流传感器，水泵机组配置在供水管路中；水泵机组包括水泵、为水泵提供动力的变频电机以及单片机；单片机与电磁阀和传感器连接；

变频电机包括外壳、定子、转子、控制器和变频模块，外壳具有主腔体，定子和转子安装在主腔体中，转子具有转轴，外壳的一端为输出端部，外壳的另一端为非输出端部，转轴的一端为输出端，转轴的另一端为非输出端，转轴的输出端伸出外壳的输出端部，外壳的输出端部上形成有独立于主腔体的电气安装散热腔体，电气安装散热腔体的高度沿着转轴的轴线方向延伸，转轴具有用于配合电气安装散热腔体延伸的转轴延长部，控制器和变频模块设置在电气安装散热腔体中。

优选的，外壳的输出端部具有输出端盖，输出端盖上具有外凸的壁体，壁体上还设置有散热盖板，外壳的输出端盖和散热盖板之间形成电气安装散热腔体，控制器和变频模块固定在散热盖板上。

优选的，外壳的输出端部具有输出端盖，输出端盖上还设置有散热盖板，散热盖板的外周具有环形翻边，环形翻边固定在输出端盖上，输出端盖与散热盖板之间形成电气安装散热腔体，控制器和变频模块固定在散热盖板上。

优选的，散热盖板设置有通孔，转轴贯穿通孔，散热盖板上形成有多片散热翅片，散热翅片环绕通孔呈放射状布置，多片散热翅片围绕形成安装空间，转轴的输出端还固定设置有散热风扇，散热风扇位于安装空间中。

优选的，电气安装散热腔体中还安装有电源板；外壳上还设置有接线盒，接线盒设置有操控显示器和接线座，接线座具有电源接线端口和通讯端口。

优选的，供电系统还包括应急电源，应急电源与应急灯连接。

优选的，供电系统还配置有电表以及防雷器。

综上，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型包括了供电系统和供水系统，供水系统采用了变频供水的方式，结构设计科学合理，设备投资小，维护容易，节能效果好；通过变频电机来控制水泵的供水方式，可达到节能环保的目的；

2、其次本实用新型的变频电机实现在外壳内部完成接线连接，而不需要在外壳的外部进行接线，使用过程中，故障点较少，提高了变频电机的可靠性；另外，由于转轴形成用于配合电气安装散热腔体延伸的转轴延长部，电气安装散热腔体将充分利用转轴外伸出外壳的空间以安装控制器和变频模块等部件，使得变频电机的整体体积更加紧凑、集成度更高、有效的减小了变频电机的整体体积。

附图说明

图1为本实用新型变频供水控制系统一个实施例的示意图；

图2为本实用新型变频电机一个实施例的爆炸图；

图3为本实用新型变频电机一个实施例的剖视图；

图4为图3中A区域的局部放大示意图；

图5为本实用新型变频电机散热盖板的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种变频供水控制系统，如图1所示，包括供电系统和供水系统；供电系统包括配电柜，配电柜内安装有稳压器和隔离开关。供电系统为供水系统提供稳定安全的电源以及应急电源。供电系统还包括应急电源，应急电源与应急灯连接，可以应急供电照明。供电系统还配置有电表以及防雷器；监测用电量以及提高安全性。配电柜内可以配置现有技术中任意的电接头用于让市电和稳压器连接，市电经过稳压器稳压后经过电源线输出至供水系统的电磁阀或者水泵机组，隔离开关可以装配到电路中起到开断的作用。

供水系统包括供水管路、电磁阀、水泵机组以及传感器，供水管路可以是单向管道，也可以是具有多个支管的管网，供水管路的一端接入水源，经过水泵机组的加压输送至目的地。传感器包括压力传感器和水流传感器，用于监测管路中的状态，水泵机组配置在供水管路中。水泵机组包括水泵、为水泵提供动力的变频电机以及单片机；单片机与电磁阀和传感器连接；单片机可以控制电磁阀的工作状态，工作人员可以通过配套的人机交互界面控制电磁阀的开关量和开关状态。水泵和变频电机连接，比如可以通过现有技术中的轴连接方式，使得水泵在电机的带动下运转。

如图2~图5所示，本实施例变频电机，包括外壳1、定子2、转子3、控制器4、变频模块5和电机风扇6，定子2和转子3安装在外壳1中，转子3具有转轴31，外壳1的一端具有输出端盖11，外壳1的另一端具有非输出端盖12，转轴31的一端为输出端311，转轴31的另一端为非输出端312，转轴31的输出端311伸出外壳1的输出端盖11，转轴31的非输出端312伸出外壳1的非输出端盖12，电机风扇6固定在转轴31的非输出端312上，并且，电机风扇6由风罩61遮盖住。其中，为了将控制器4和变频模块5高度集成在外壳1上，并同时满足散热要求，外壳1的输出端盖11上形成电气安装散热腔体110，转轴31的输出端311穿过电气安装散热腔体110，转轴31的输出端311位于电气安装散热腔体110的部分形成转轴31的延长部，控制器4和变频模块5设置在电气安装散热腔体110中。而控制器4与变频模块5连接以通过控制器4控制变频模块5运行，实现智能控制，输出端盖11开设有电线孔112，变频模块5的连接线穿过电线孔112从外壳1内部与定子2连接。

具体而言，本实施例变频电机通过将控制器4和变频模块5集成安装在电气安装散热腔体110中，电气安装散热腔体110能够满足对控制器4和变频模块5的散热要求，并且，由于控制器4和变频模块5位于电气安装散热腔体110中，变频模块5与定子2之间的连接线位于外壳1中，避免了在外壳1外部进行连线而导致故障率较高的现象发生，提高了本实施例变频电机的运行可靠性。其中，由于转轴31的输出端311穿过电气安装散热腔体110，电气安装散热腔体110将充分利用转轴31所占用的空间，使得本实施例变频电机的整体结构更加紧凑。另外，电气安装散热腔体110中还安装有电源板9；而外壳1上还设置有接线盒10，接线盒10中设置有操控显示器101和接线座102，接线座102具有电源接线端口和通讯端口。具体的，电源板9通过电源接线端口与外界供电线连接，电源板9与控制器4和变频模块5连接用于供电，而操控显示器101与控制器4连接用于操作人员对本实施例变频电机进行控制，同时，控制器4通过接线座102的通讯端口与外部传感器信号、开关信号或控制系统进行通讯，对控制器4进行预制编程后，实现控制器4对变频模块5的控制及向接线座输出信号，简化了本实施例变频电机的外接线数量。定子2上还设置有温度传感器21，温度传感器21也从外壳1的内部与控制器4连接。而变频模块5也可以以调频主板的方式安装在电气安装散热腔体110中，控制器4可以采用可编程控制器或单片机等控制元件，通过预制变频控制策略，实现变频模块5按照设定模式控制变频。

本实施例变频电机通过接线座102与外部供电电源和外部控制系统连接，供电电源通过接线座102中的动力线将电能输送给电源板9，由电源板9为控制器4和变频模块5进行供电，变频模块5与定子2连接，同时，外部控制系统通过接线座102中的通讯线与控制器4通信连接，控制器4电机的相关信息参数通过操控显示器101进行显示。

进一步的，为了提高电气安装散热腔体110的散热性能，外壳1的输出端盖11上设置有散热盖板7，散热盖板7与输出端盖11之间形成电气安装散热腔体110，其中，电气安装散热腔体110的形成方式可以有多种，例如：外壳1的输出端盖11上设置有外凸的壁体111，散热盖板7遮盖住壁体111以形成电气安装散热腔体110，其中，壁体111可以为环形壁，以使得壁体111与端盖11形成封闭的电气安装散热腔体110；或者，散热盖板7外周形成环形翻边，环形翻边固定在输出端盖11上以形成电气安装散热腔体110，本实施例对电气安装散热腔体110具体形成方式不做限制。控制器4和变频模块5固定在散热盖板7上，散热盖板7设置有通孔71，转轴31贯穿通孔71。具体的，散热盖板7采用导热性优良材料制成，例如：铝或铜等材料，控制器4和变频模块5产生的热量直接通过散热盖板7快速散发到外部，散热盖板7的散热面积较大，能够很好的满足控制器4和变频模块5的散热要求。优选的，转轴31的输出端311还固定设置有散热风扇8，散热风扇8位于散热盖板7的一侧。具体的，在转轴31转动过程中，将同时带动散热风扇8转动，散热风扇8将对散热盖板7吹风冷却，从而提高散热盖板7的散热性能；另外，散热风扇8直接固定在转轴31，由转轴31直接驱动散热风扇8转动，而无需采用额外的动力元件，使得整体结构更加紧凑并有效的降低了能耗提高散热性能，确保控制器4和变频模块5可靠的运行。而散热盖板7上形成有多片散热翅片72，散热翅片72能够有效的增大散热盖板7的散热面积以提高散热性能。其中，散热翅片72绕通孔71呈放射状布置，多片散热翅片72围绕形成安装空间70，散热风扇8位于安装空间70中。具体的，通过将散热风扇8设置在安装空间70中，一方面，散热风扇8被散热翅片72包围住，散热风扇8产生的气流能够充分的流经散热翅片72的表面，以提高散热效率，另一方面，散热风扇8被散热翅片72包围住，可以充分的利用转轴31轴线的空间，提高空间利用率，使得整体结构紧凑、体积小、重量轻、大大减小了设备的占地面积，同时提高了设备的防护等级。

更进一步的，电气安装散热腔体110设置有进风口1101，通孔71与转轴31之间形成出风口1102。具体的，在散热风扇8运行过程中，外界冷空气从进风口1101进入到电气安装散热腔体110中对电气安装散热腔体110内的电器元件进行散热，换热后的空气从出风口1102输出。优选的，散热风扇8具有多片设置在转轴31上的叶片81，叶片81绕转轴31呈放射状布置；叶片31外端部的高度大于叶片31内端部的高度。具体的，叶片31被设置为外端部表面积大而内端部的表面积小的结构形式，使得叶片31在跟随转轴31转动时，叶片31外侧的扇风面积大而内侧的扇风面积小，从而在叶片31靠近转轴31处形成负压，在负压的作用下，将加速进风口1101和出风口1102之间的空气流动量，空气流动过程如下：在散热风扇8的作用下，安装空间70位于出风口1102的位置形成负压，电气安装散热腔体110中的空气从出风口1102中吸出并经过散热翅片72之间的间隙径向排出，外界风从进风口1101进入到电气安装散热腔体110中，从而可以更有效的提高散热效率。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种变频供水控制系统，其特征在于：包括供电系统和供水系统；所述供电系统包括配电柜，配电柜内安装有稳压器和隔离开关；

所述供水系统包括供水管路、电磁阀、水泵机组以及传感器，所述传感器包括压力传感器和水流传感器，水泵机组配置在供水管路中；所述水泵机组包括水泵、为水泵提供动力的变频电机以及单片机；所述单片机与电磁阀和传感器连接；

所述变频电机包括外壳、定子、转子、控制器和变频模块，所述外壳具有主腔体，所述定子和所述转子安装在所述主腔体中，所述转子具有转轴，所述外壳的一端为输出端部，所述外壳的另一端为非输出端部，所述转轴的一端为输出端，所述转轴的另一端为非输出端，所述转轴的输出端伸出所述外壳的输出端部，所述外壳的输出端部上形成有独立于所述主腔体的电气安装散热腔体，所述电气安装散热腔体的高度沿着所述转轴的轴线方向延伸，所述转轴具有用于配合所述电气安装散热腔体延伸的转轴延长部，所述控制器和所述变频模块设置在所述电气安装散热腔体中。

2.根据权利要求1所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述外壳的输出端部具有输出端盖，所述输出端盖上具有外凸的壁体，所述壁体上还设置有散热盖板，所述外壳的输出端盖和所述散热盖板之间形成所述电气安装散热腔体，所述控制器和所述变频模块固定在所述散热盖板上。

3.根据权利要求1所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述外壳的输出端部具有输出端盖，所述输出端盖上还设置有散热盖板，所述散热盖板的外周具有环形翻边，所述环形翻边固定在所述输出端盖上，所述输出端盖与所述散热盖板之间形成所述电气安装散热腔体，所述控制器和所述变频模块固定在所述散热盖板上。

4.根据权利要求2或3所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述散热盖板设置有通孔，所述转轴贯穿所述通孔，所述散热盖板上形成有多片散热翅片，所述散热翅片环绕所述通孔呈放射状布置，多片所述散热翅片围绕形成安装空间，所述转轴的输出端还固定设置有散热风扇，所述散热风扇位于所述安装空间中。

5.根据权利要求1所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述电气安装散热腔体中还安装有电源板；所述外壳上还设置有接线盒，所述接线盒设置有操控显示器和接线座，所述接线座具有电源接线端口和通讯端口。

6.根据权利要求1所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述供电系统还包括应急电源，所述应急电源与应急灯连接。

7.根据权利要求1所述的变频供水控制系统，其特征在于：所述供电系统还配置有电表以及防雷器。