专利名称：共母管智能变频节电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种共母管智能变频节电系统。
背景技术：
传统的多泵供水系统一般均是采用 一对一的电气控制系统(即一台起动器 控制一台水泵)。这种供水方式自动化程度低，需要有人值班，供水压力不能恒 定。用水量大时压力低，只能人为地增加一个水泵，以维持供水压力在一定范
围内。用水量小时，只能有一台水泵工频(50Hz)运行。但在晚间等用水量很小 时，常设一台小泵来保证供水，此时供水压力更不稳定。之后出现了多泵变频 供水方式，多泵供水系统普遍采用变频器循环控制方式。多泵控制思路是一拖 多工变频结合复合式变流量变频供水。在小流量用水情况时，变频器带一台水 泵运行，随用水量的变化，调整水泵的转速；当用水量增大，使该变频泵切换到 工频，同时使变频器带动下一台水泵变频软启动运行。随用水流量增大，以后各 台水泵的软启动依次类推。然而，当一台泵处于变频状态，另一台处于工频状 态时，因为压力不平衡，造成变频泵受到反向压力，降低了变频泵的效率，轴 功率与流量变化不成三次方关系，未能达到最大节能，而且在某台电机变频运 行向工频运行切换的过程中，由于在变频驱动切断后电机处于滑停运转方式， 此时，电机处于感应发电状态，存在着感应发电相位与工频电源的相位不一致 的可能性，容易造成在向工频切换时的电流冲击现象。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于多泵供水系统，稳定、节 能，并且自动化控制程度高的共母管智能变频节电系统。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是 一种共母管智能变频 节电系统，包括供水子管、连接供水子管的供水母管，与供水子管连接的水泵
3以及水泵控制系统，两路或两路以上的供水子管连接同一路供水母管，每个供 水子管连接的水泵均配置一台变频器，每台变频器均与交流接触器和热继电器 串联构成的支路并联，构成水泵控制主回路。 所述供水子管中均设置有单向阀。
所述供水母管中设有与水泵控制系统连接的流量传感器和压力传感器。
所述水泵控制系统为PLC控制器或者单片机控制系统。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于本新型通过水泵控制系统通过 传感器自动检测，控制水泵的控制主回路，并在管路中设置单向阀，消除了两 条管路之间的压力不平衡问题，保证了变频泵的效率，供水压力稳定，减小了 水泵功耗，大幅提升了节电率，提高了自动化程度，减少了人力需求，提高了 效率。
图l是本实用管路配置结构示意图； 图2是本新型两路供水子管控制主回路电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述
本新型包括供水子管1、连接供水子管1的供水母管4，与供水子管1连接 的水泵以及水泵控制系统，其中供水子管1设有两^^或两^^以上，连接同一3各 供水母管4，在每路供水子管1中均设置单向阀2,单向阔2设置在水泵出水侧 的管路中，在供水母管4中设置用于检测水压和流量的传感器-压力传感器和 流量传感器3，两传感器均连接在水泵控制系统上，用于检测和控制供水压力和 流量。本新型提供了一个两路供水子管的实施例，其结构如图l所示。
每个供水子管连接的水泵均配置一台变频器，每台变频器均与交流接触器 和热继电器串联构成的支路并联，构成水泵控制主回路，本新型提供了两路供 水子管(两台水泵)的主回路电路图，如图2所示，其中一台变频器串联拖动 电机Ml,变频器输入端与输出端分别串联接触器Kl、 K2，旁路交流接触器K3与热继电器RJ1串联后再与变频器回路并联，另一台变频器串联拖动另一台电
机M2，变频器输入端与输出端分别串联接触器K4、 K5，另一旁路交流接触器K6 与另一热继电器RJ2串联后再与变频器回路并联，构成控制主回路。控制回路 的水泵控制系统可以采用PLC控制器，也可以采用单片机控制系统。 本新型相对一托多变频系统节电原理如下 以双泵(相同型号)为例，根据离心泵的近似比例定律可知 <formula>formula see original document page 5</formula>式中 Qi、 Pai —转速m时的流量、压力和轴功率；
Q2、 P2、 Pa2 —转速ii2时的流量、压力和轴功率；
假设实际需要出口压力为lMPa，单泵工频50Hz压力为0. 8MPa,对应功率为 l化w，原系统就需要一台泵工作在工频状态下，另一台工作在变频状态下，压 力为0.2MPa，根据比例定律，可知变频在25Hz状态下，0. 8/0. 2= (50/25) 2，功 率为1.875kw, 15/1.875=(50/25) 3，总功率为1. 875+15=16. 875kw。本新型通过 控制器自动4企测，^吏双泵各自^是供0. 5 MPa压力，即双泵同时工作大约40Hz, 0.8/0. 5 ( 50/40 ) 2,双泵功率同时为7. 4Kw, 15/7. 4 ( 50/40 ) 3总功率为 14.8Kw，相比原有系统，节电率提高13%,如果是多泵，节电率将更高。
实际应用中，水泵控制系统通过共母管出口的压力、流量采样，经过与设 定值比较运算、PID调节，输出控制多个电机变频调速系统，当需求低时控制只 开一套变频，当需求高时在启动一台变频，并将原变频系统降低，使其在保障 需求压力和流量的前提下， 一直保持最大节电率。管网中在每一台水泵出水侧 管路中安有一个单向阀，这样可以保证当只开一套系统时，其余系统不会回水、 没有反压，当开两套或以上系统时，保证压力平衡，没有环流，保障变频泵最 大效率。旁路设定保证当变频器故障时，能自动切换到工频，从而不影响供水 需求，切换时系统内部设有延时保护，防止冲击电流。热继电器防止工频时， 回路过载
权利要求1、一种共母管智能变频节电系统，包括供水子管、连接供水子管的供水母管，与供水子管连接的水泵以及水泵控制系统，其特征在于两路或两路以上的供水子管连接同一路供水母管，每个供水子管连接的水泵均配置一台变频器，每台变频器均与交流接触器和热继电器串联构成的支路并联，构成水泵控制主回路。
2、 根据权利要求l所述的共母管智能变频节电系统，其特征在于所述供水 子管中均设置有单向阀。
3、 根据权利要求l所述的共母管智能变频节电系统，其特征在于所述供水 母管中设有与水泵控制系统连接的流量传感器和压力传感器。
4、 根据权利要求1所述的共母管智能变频节电系统，其特征在于所述水泵 控制系统为PLC控制器或者单片机控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种共母管智能变频节电系统，包括供水子管、连接供水子管的供水母管，与供水子管连接的水泵以及水泵控制系统，两路或两路以上的供水子管连接同一路供水母管，每个供水子管连接的水泵均配置一台变频器，每台变频器均与交流接触器和热继电器串联构成的支路并联，构成水泵控制主回路。本实用新型通过水泵控制系统通过传感器自动检测，控制水泵的控制主回路，并在管路中设置单向阀，消除了两条管路之间的压力不平衡问题，保证了变频泵的效率，供水压力稳定，减小了水泵功耗，大幅提升了节电率，提高了自动化程度，减少了人力需求，提高了效率。
文档编号F04B49/06GK201428581SQ200920103459
公开日2010年3月24日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者李朝晖, 武国壮, 辉 薛, 陈亚南 申请人:石家庄市大雄电工科技开发有限公司