一种用于光伏扬水系统的水泵自动升降控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于光伏扬水系统的水泵自动升降控制装置，主要属于太阳能光伏应用控制领域。

背景技术：

随着光伏水泵系统的推广应用，光伏扬水系统的各模块技术发展已比较成熟，但由于在一些高扬程、大流量、旱雨季水位差大的应用系统中往往需要采用高压多级泵，但由于增压泵既不能潜水，吸程又底（一般不超过7m），因此水泵始终需要保持在水平面上一定的位置之上，以保证水泵既接触不到水面又在有效的吸程范围之内。

在公知的应用中，一般采用人工控制电动升降装置和浮船自动升降安装方式，采用人工控制电动升降装置的方案主要是使用电动卷扬机升降水泵，由人工完成开关控制卷扬机的工作，使得水泵满足安全工作的需求，但是由于需要人工操作，一方面水泵升降不能精确及时控制，另一方面也造成使用过程中的人工成本增加，系统使用存在诸多使用不便之处。采用浮船安装方式由浮船跟随水位自动升降，但一方面浮船不容易固定容易受到大风大浪的影响，船体随时随水面波动，容易损坏相关设备和电缆等，另一方面浮船造价高昂，建设维护成本过高，因此我们提出一种用于光伏扬水系统的水泵自动升降控制装置以解决上述安装使用上的问题。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提出一种用于光伏扬水系统的水泵自动升降控制装置，使得水泵的升降能及时准确控制，保证水泵安全有效工作，实现自动化无人值守控制。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种用于光伏扬水系统的水泵自动升降控制装置的基本结构如图1所示，系统主要由升降控制器1，BLDC变换模块2，中央微控制器12，蓄电池3，底阀4，一号浮球开关5，进水管6，二号浮球开发7，三号浮球开关8，水泵9，出水管10，卷扬机11构成。

其特点是：取水点的水位信号采用了三个浮球开关为中央微控制器12提供水位信号和电机转动方向信号，为卷扬机正转反转提升降低水泵提供依据，三个浮球开关从水管进水口之上到水泵进水口法兰盘连接处之下适当的位置依次固定到进水管上。

其工作方式：正常情况下一号浮球开关5和二号浮球开关7应该处于水面之下，三号浮球开关8应该处于水面之上，中央微控制器12收到三个浮球开关的反馈信号，即收到一号浮球开关5和二号浮球开关7输入的高电平信号，三号浮球开关8处的低电平信号，此时水泵处于正常可取水位置，无需提升或者下降，中央微控制器12停止驱动BLDC变换模块2，BLDC变换模块2停止输出，直流卷扬机处于静止状态，水泵9保持在固定位置。

当取水点水位下降至低于二号浮球开关7时，二号浮球开关7由开启状态变为关闭状态，输入电平由高电平跳变为低电平，此时水泵保持固定位置不变，当取水点水位持续下降至一号浮球开关5之下时，一号浮球开关5由开启状态变为关闭状态，中央微控制器12输入电平由高电平跳变为低电平，此时中央微控制器12检测到所有浮球开关的电平都是低电平，判定取水点水位过低，即水泵9距离水平面太远，需要将水泵9和进水管6下降至正常取水水位，中央微控制器12开启BLDC变换模块2的下降控制驱动程序，驱动卷扬机11顺时针旋转，直至一号浮球开关5和二号浮球开关7均浸没到水面之下，一号浮球开关5和二号浮球开关7均输出高电平，而三号浮球开关8输出高电平时，中央微控制器12停止BLDC变换模块2驱动程序，将水泵9和进水管6固定在相应位置，系统即可正常工作。

若水平面上升超过三号浮球开关8的位置，此时三号浮球开关8由关闭状态变为开启状态，中央微控制器12输入电平由低电平跳变为高电平，此时中央微控制器12检测到所有浮球开关的电平都是高电平，判定取水点水位过高，即水泵9距离水平面太近，需要将水泵9和进水管6提升至正常取水水位，中央微控制器12开启BLDC变换模块2的上升控制驱动程序，驱动卷扬机11逆时针旋转，直至三号号浮球开关8和二号浮球开关7均漏出到水面之上，三号浮球开关8和二号浮球开关7均输出高电平时，中央微控制器12停止BLDC变换模块2驱动程序，将水泵9和进水管6固定在相应位置，系统即可正常工作。

系统连接方式如图1所示：升降控制器1的电源供给端正负极连接到蓄电池3的正负极，升降控制器1的三相输出端对应连接到卷扬机11的三相电源输入端，卷扬机11通过钢绳与水泵9的吊耳相连，水泵9的进水口与进水管6的法兰盘通过螺栓连接，进水管6的进水口与底阀4连接，水泵9的出水口与出水管10的法兰盘通过螺栓连接，一号浮球开关5的输出端与升降控制器1的信号输入端s1相连，二号浮球开关7的输出端与升降控制器1的信号输入端s2相连，三号浮球开关8的输出端与降控制器1的信号输入端s3相连。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图；

附图中：1-升降控制器，2-BLDC变换模块，3-蓄电池，4-底阀，5-一号浮球开关，6-进水管，7-二号浮球开关，8-三号浮球开关，9-水泵，10-出水管，11-卷扬机，12-中央微控制器。

具体实施方式

根据上述技术方案，提出本实用新型的一个实施例，其基本结构如图1所示，系统主要由升降控制器1，BLDC变换模块2，中央微控制器12，蓄电池3，底阀4，一号浮球开关5，进水管6，二号浮球开发7，三号浮球开关8，水泵9，出水管10，卷扬机11构成。

其工作方式如下：正常情况下一号浮球开关5和二号浮球开关7应该处于水面之下，三号浮球开关8应该处于水面之上，中央微控制器12收到三个浮球开关的反馈信号，即收到一号浮球开关5和二号浮球开关7输入的高电平信号，三号浮球开关8处的低电平信号，此时水泵处于正常可取水位置，无需提升或者下降，中央微控制器12停止驱动BLDC变换模块2，BLDC变换模块2停止输出，直流卷扬机处于静止状态，水泵9保持在固定位置。

当取水点水位下降至低于二号浮球开关7时，二号浮球开关7由开启状态变为关闭状态，输入电平由高电平跳变为低电平，此时水泵保持固定位置不变，当取水点水位持续下降至一号浮球开关5之下时，一号浮球开关5由开启状态变为关闭状态，中央微控制器12输入电平由高电平跳变为低电平，此时中央微控制器12检测到所有浮球开关的电平都是低电平，判定取水点水位过低，即水泵9距离水平面太远，需要将水泵9和进水管6下降至正常取水水位，中央微控制器12开启BLDC变换模块2的下降控制驱动程序，驱动卷扬机11顺时针旋转，直至一号浮球开关5和二号浮球开关7均浸没到水面之下，一号浮球开关5和二号浮球开关7均输出高电平，而三号浮球开关8输出高电平时，中央微控制器12停止BLDC变换模块2驱动程序，将水泵9和进水管6固定在相应位置，系统即可正常工作。

若水平面上升超过三号浮球开关8的位置，此时三号浮球开关8由关闭状态变为开启状态，中央微控制器12输入电平由低电平跳变为高电平，此时中央微控制器12检测到所有浮球开关的电平都是高电平，判定取水点水位过高，即水泵9距离水平面太近，需要将水泵9和进水管6提升至正常取水水位，中央微控制器12开启BLDC变换模块2的上升控制驱动程序，驱动卷扬机11逆时针旋转，直至三号号浮球开关8和二号浮球开关7均漏出到水面之上，三号浮球开关8和二号浮球开关7均输出高电平时，中央微控制器12停止BLDC变换模块2驱动程序，将水泵9和进水管6固定在相应位置，系统即可正常工作。

系统连接方式如图1所示：升降控制器1的电源供给端正负极连接到蓄电池3的正负极，升降控制器1的三相输出端对应连接到卷扬机11的三相电源输入端，卷扬机11通过钢绳与水泵9的吊耳相连，水泵9的进水口与进水管6的法兰盘通过螺栓连接，进水管6的进水口与底阀4连接，水泵9的出水口与出水管10的法兰盘通过螺栓连接，一号浮球开关5的输出端与升降控制器1的信号输入端s1相连，二号浮球开关7的输出端与升降控制器1的信号输入端s2相连，三号浮球开关8的输出端与降控制器1的信号输入端s3相连。

本实用新型的优点及有益效果：

（1）能够自动判断水源的水位情况，实现自动升降控制，使得系统运行更为安全有效；

（2）采用三个浮球开关开关能够适应任意深度的取水水源，无需安装过多水位信号采集器，有效地简化了信号采集传输系统；

（3）无需人工值守，能够有效降低后期运营维护成本；

（4）升降控制系统采用直流24V供电，属于安全电压，不会对人身造成危害。