一种高效变频恒压供水系统的控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种高效变频恒压供水系统的控制方法，包括：建立输出功率、频率扰动量和水压变化量之间的数学模型及约束条件，形成供水系统输出功率在线检测需要的数学模型；在稳态工况下进行频率小信号扰动，设定轴输出功率的初始值，根据输出功率数学模型迭代计算出稳态时轴输出功率，根据轴输出功率的值自动选择不同功率的水泵电机工作。本发明可确保系统高效运行，从而显著提高变频恒压供水系统的工作效率。本发明可有效保护电机和变频器低频运行引起的效率低下故障，提高系统的寿命和可靠性，为水泵电机安全、高效运行提供可靠保证。
【专利说明】ー种高效变频恒压供水系统的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机电设备控制领域，具体涉及ー种高效变频供水系统的控制方法。【背景技术】
[0002]水泵作为一种高耗能通用机械，广泛应用于エ农业生产和居民生活的各个领域，每年消耗在水泵机组上的电能占全国总电耗的21%以上，在供水企业中占生产成本的30%?60%。水泵以及水泵系统的效率哪怕仅仅提高1%，都会对全球的节能和环保带来了巨大的利益，而水泵消耗的电能的30%?50%都是可以节约。通过采用变频控制技术能有效地降低水泵的能耗，姆年可节电282亿kWh,实现节能减排目标。但变频控制技术实现节能前提是水泵始终运行于高效率区间。然而，供水用户的用水量在空间和时间上具有随机性和不确定性，不能保证水泵始终运行在高效率区间。特别是在用水低谷时间段，由于用水量很小，变频器和水泵工作于低频状态。此时，电机热损耗和低频振动严重，整个变频恒压供水系统能耗急剧増大，系统效率低下。这种エ况下不但不能实现节能减排，而且水泵电机因为长期低频运行导致机械振动和电机定子绕组发热严重，降低系统的安全可靠性和使用寿命，对供水的安全可靠性和生产成本产生不利影响，更为严重的甚至导致安全事故的发生。因而，必须解决小流量情况下变频供水系统的效率问题。
[0003]变频恒压供水系统高效率运行是供水系统实现节能减排、安全可靠供水需要重点解决的关键技术问题。传统的供水方案采用变频电机构成主泵和エ频运行电机构成辅泵并联运行。通常情况下，由变频主泵电机供水。当变频主泵全速运行仍不能满足恒压供水吋，此时启动辅泵并联运行，满足大流量恒压供水需求。但上述方案存在以下问题:①如何检测水泵输出的机械功率Ptjut⑴。由于水泵输出机械功率为Ptjut⑴=p (t) Xq⑴(其中:在t时亥IJ，Pout (t)为输出机械功率，p(t)为水压，q(t)为流量)，因而必须増加流量传感器，这样将导致系统结构复杂，成本増加。②主泵辅泵并联运行时，并不能一定保证其方案的高效率运行。并且主泵有可能工作于低频状态，导致主泵热损耗和低频振动严重在小流量情况下，主泵处于低频运行状态，导致电机效率低下及低频噪声严重，降低电机及变频器的使用寿命及性能，对供水的安全可靠性和生产成本产生不利影响。因而，高效变频恒压供水系统在国内冶金、钢铁、石油、化工、水处理、矿山以及居民生活用水等领域具有非常广阔的市场前景。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出ー种高效变频恒压供水系统的控制方法；该控制方法无需流量传感器、成本低、通用性好。
[0005]ー种高效变频恒压供水系统的控制方法，包括如下步骤:
[0006](I)以采样周期Ts为间隔对供水系统管网的水压值进行采样，将第一次采样值标记为P (I);标记当前采样次数为k;
[0007]定义压カ误差e(k) =Pset-P (k);其中，e(i) i<=0=0 ；Pset为预先设定的水压值；p (k)为采样次数为k时的压カ值，f(k)为采样次数为k时逆变电路的输出频率值；
【权利要求】
1.ー种高效变频恒压供水系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)以采样周期Ts为间隔对供水系统管网的水压值进行采样，将第一次采样值标记为P(I);标记当前采样次数为k; 定义压カ误差
2.根据权利要求1所述的高效变频恒压供水系统的控制方法，其特征在于，稳定恒压供水状态的定义为:计算M个采样周期压カ值的平均值
【文档编号】E03B7/07GK103556677SQ201310409794
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】赵军平, 彭志辉, 李峰平, 胡雪林 申请人:台州神能电器有限公司