RU2741267C1 - Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом - Google Patents
Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741267C1 RU2741267C1 RU2020121606A RU2020121606A RU2741267C1 RU 2741267 C1 RU2741267 C1 RU 2741267C1 RU 2020121606 A RU2020121606 A RU 2020121606A RU 2020121606 A RU2020121606 A RU 2020121606A RU 2741267 C1 RU2741267 C1 RU 2741267C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric drive
- neural network
- flow rate
- artificial neural
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/07—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу измерения расхода перекачиваемой жидкости асинхронным электроприводом центробежных насосов. Измеряют мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного двигателя, определяют модуль вектора напряжения статора, определяют модуль вектора тока статора, мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного электродвигателя; модуль вектора напряжения статора, модуль вектора тока статора подают на вход искусственной нейронной сети, с помощью искусственной нейронной сети, предварительно обученной по опытным данным работы центробежного насоса с асинхронным электроприводом при различных входных воздействиях как со стороны частоты и амплитуды питающего напряжения, так и со стороны гидравлического сопротивления, используя выявленные искусственной нейронной сетью при обучении зависимости между входными и выходными данными, определяют промежуточные значения по формуле расхода жидкости, фильтруют данные, тем самым определяя мгновенную величину объемного расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом. Технический результат - расширение арсенала средств аналогичного назначения.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при учёте и контроле потребления воды и других текучих сред электроприводов центробежных насосов.
Известен способ определения расхода тепла в тепловой сети, содержащей центробежные электронасосы (патент RU 2022235, МПК G01F9/00, опубл. 30.10.1994). Сущность изобретения: для повышения точности и упрощения измерения расхода тепла измеряют одновременно активную мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса, давление на нагнетании и всасе насоса, температуру теплоносителя на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, вычисляют мощность, действующую на валу насоса, и давление на нагнетании, развиваемое собственно насосом, определяют расчетный коэффициент подачи путем давления на мощность и вычитания результата из постоянного числа, равного отношению давления к мощности при нулевой подаче, строят характеристику, отражающую зависимость расчетного коэффициента от подачи, и по ней определяют производительность насоса и умножают на разность температур в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.
Наиболее близким к заявляемому является способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом (патент RU 2610909, МПК G01F 9/00, опубл. 17.02.2017), где измеряют мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного двигателя, преобразуют трехфазные значения токов и напряжений в двухфазные составляющие токов и напряжений, определяют оцененные составляющие тока статора, вычисляют разницу между оцененными значениями составляющих тока статора и текущими значениями составляющих стока статора, определяют оцененные значения составляющих потокосцеплений ротора, по оцененным значениям составляющих тока статора и потокосцепления ротора определяют электромагнитный момент асинхронного двигателя, с помощью оцененных значений составляющих потокосцепления ротора и разниц между оцененными значениями составляющих тока статора и текущими значениями составляющих тока статора, определяют момент нагрузки центробежного насоса, с помощью значений электромагнитного момента асинхронного двигателя и момента нагрузки центробежного насоса определяют текущую угловую скорость вращения рабочего колеса центробежного насоса. Определяют гидравлическую мощность насоса. По значениям гидравлической мощности и скорости вращения ротора определяют действительный расход насосной установки.
Недостатками известных способов является то, что для его осуществления требуются технические данные двигателя, насоса и перекачиваемой жидкости.
Задачей изобретения является расширение арсенала средств аналогичного назначения.
Данный технический результат достигается тем, что измеряют мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного двигателя, определяют модуль вектора напряжения статора, определяют модуль вектора тока статора по формулам [Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений. – 2-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2007 г. – 272 с.]:
С помощью искусственной нейронной сети, предварительно обученной по опытным данным работы центробежного насоса с асинхронным электроприводом при различных входных воздействиях как со стороны частоты и амплитуды питающего напряжения, так и со стороны гидравлического сопротивления, используя выявленные искусственной нейронной сетью при обучении зависимости между входными и выходными данными определяют промежуточные значения расхода жидкости по формуле [Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2006 г.]:
где
– входные сигналы искусственной нейронной сети, равные соответственно токам статора (, , ), модулю тока статора , напряжениям статора (, , ), модулю напряжения статора .
m – количество нейронов во входном слое (m=8),
n – количество нейронов в скрытом слое (n=50).
w 1 ij – синаптический вес j-го входа i-го нейрона скрытого слоя,
b 1 i 0 – сдвиг i-го нейрона скрытого слоя,
w 2 i – синаптический вес i-го входа нейрона выходного слоя,
b 20 – сдвиг нейрона выходного слоя.
Фильтруют данные, определяют мгновенную величину объемного расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом, по формуле
где p – оператор дифференцирования, с–1
T f –– постоянная времени фильтра, с,
Для определения мгновенной величины объемного расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом использовали трехслойную рекуррентную искусственную нейронную сеть, которая состоит из входного слоя, скрытого слоя и выходного слоя. Количество нейронов во входном слое равно 8, в скрытом слое - 50, в выходном слое - 1. Функция активации всех нейронов скрытого слоя - гиперболический тангенс, выходного слоя - линейная. Нейроны входного слоя передают входные сигналы на скрытый слой, не преобразуя их. Для уменьшения шумов нейронной сети используют фильтр – апериодическое звено первого порядка.
Перед началом работы обучают искусственную нейронную сеть на выборке, сформированной по опытным данным работы электропривода центробежного насоса с частотным регулированием и дроссельным регулированием подачи насоса. Для обучения искусственной нейронной сети использовали байесовскую регуляризацию.
Процесс обучения искусственной нейронной сети выглядит следующим образом: все коэффициенты связей между нейронами инициализируются случайными числами, затем сети предъявляется обучающая выборка, и с помощью алгоритма обучения коэффициенты синаптических связей подстраиваются при выполнении циклической процедуры так, чтобы расхождение между обучающей выборкой и реакцией сети на соответствующие входные данные было минимальным.
В проведенных экспериментах на насосе К8-18 с асинхронным двигателем АД80М2 погрешность определения расхода по сравнению с эталонной моделью в установившемся режиме не превышает 5%.
Claims (1)
- Способ определения количества текучей среды, перекачиваемой насосом, заключающийся в том, что проводят измерение мгновенных величин токов и напряжений статора асинхронного двигателя, отличающийся тем, что определяют модуль вектора напряжения статора, определяют модуль вектора тока статора, мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного электродвигателя; модуль вектора напряжения статора, модуль вектора тока статора подают на вход искусственной нейронной сети, с помощью искусственной нейронной сети, предварительно обученной по опытным данным работы центробежного насоса с асинхронным электроприводом при различных входных воздействиях как со стороны частоты и амплитуды питающего напряжения, так и со стороны гидравлического сопротивления, используя выявленные искусственной нейронной сетью при обучении зависимости между входными и выходными данными, определяют промежуточные значения по формуле расхода жидкости, фильтруют данные, тем самым определяя мгновенную величину объемного расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121606A RU2741267C1 (ru) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121606A RU2741267C1 (ru) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2741267C1 true RU2741267C1 (ru) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121606A RU2741267C1 (ru) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2741267C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781571C1 (ru) * | 2021-12-28 | 2022-10-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108549C1 (ru) * | 1995-07-26 | 1998-04-10 | Открытое акционерное общество "Невская мануфактура" | Способ определения количества текучей среды |
WO2008154584A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Baker Hughes Incorporated | Multi-phase flow meter for electrical submersible pumps using artificial neural networks |
RU2610909C1 (ru) * | 2015-11-25 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
-
2020
- 2020-06-30 RU RU2020121606A patent/RU2741267C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2108549C1 (ru) * | 1995-07-26 | 1998-04-10 | Открытое акционерное общество "Невская мануфактура" | Способ определения количества текучей среды |
WO2008154584A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Baker Hughes Incorporated | Multi-phase flow meter for electrical submersible pumps using artificial neural networks |
GB2462562B (en) * | 2007-06-11 | 2013-05-22 | Baker Hughes Inc | Multiphase flow meter for electrical submersible pumps using artificial neural networks |
RU2610909C1 (ru) * | 2015-11-25 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781571C1 (ru) * | 2021-12-28 | 2022-10-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
RU2784325C1 (ru) * | 2022-07-29 | 2022-11-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107614029B (zh) | 使用血泵的方法以及适配成与血泵一起使用的控制电路 | |
CN108306568B (zh) | 电梯用pmsm抗负载扰动的自适应积分反步控制方法 | |
CN108763831A (zh) | 一种水泵水轮机线性模型参数辨识方法 | |
KR101850828B1 (ko) | 터보 기계 | |
PL174818B1 (pl) | Sposób i układ sterowania pompowaniem cieczy z pomiarem przepływu | |
CN108350791A (zh) | 机动车辆系统中使用的流体中化学剂的质量监测方法 | |
RU2741267C1 (ru) | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом | |
RU2743866C1 (ru) | Способ определения давления центробежного насоса с асинхронным электроприводом | |
CN110953169A (zh) | 一种并联变频恒压控制系统控制方法 | |
CN106870181A (zh) | 腿足式机器人液压系统汽油发动机转速伺服控制方法 | |
Menaem et al. | A proposed ANN-based acceleration control scheme for soft starting induction motor | |
CN114776736A (zh) | 液力缓速器智能控制方法、系统及程序产品 | |
EP2505846A1 (en) | Method and arrangement for estimating flow rate of pump | |
KR102412236B1 (ko) | 적응형 서지 방지 제어 시스템 및 방법 | |
CN106019947A (zh) | 一种伺服直驱泵控液压系统小波神经网络控制方法 | |
CN106555738A (zh) | 用于确定压力的装置 | |
RU2791970C1 (ru) | Способ определения давления центробежного насоса с асинхронным электроприводом | |
CN113614380B (zh) | 电潜泵控制 | |
Guo et al. | Dynamic simulation of an induction-motor centrifugal-pump system under variable speed conditions | |
RU2781571C1 (ru) | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом | |
CN108278200B (zh) | 异步电机-恒功率柱塞变量泵损耗功率测试系统及方法 | |
Bakman et al. | Sensorless pressure control of centrifugal pumps | |
CN105201935A (zh) | 一种变转速液压动力源流量控制系统及方法 | |
RU2784325C1 (ru) | Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом | |
RU2791689C1 (ru) | Способ определения давления центробежного насоса с асинхронным электроприводом |