專利名稱：共母管智能變頻節電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種共母管智能變頻節電系統。
背景技術：
傳統的多泵供水系統一般均是采用 一對一的電氣控制系統(即一臺起動器 控制一臺水泵)。這種供水方式自動化程度低，需要有人值班，供水壓力不能恒 定。用水量大時壓力低，只能人為地增加一個水泵，以維持供水壓力在一定范
圍內。用水量小時，只能有一臺水泵工頻(50Hz)運行。但在晚間等用水量很小 時，常設一臺小泵來保證供水，此時供水壓力更不穩定。之后出現了多泵變頻 供水方式，多泵供水系統普遍采用變頻器循環控制方式。多泵控制思路是一拖 多工變頻結合復合式變流量變頻供水。在小流量用水情況時，變頻器帶一臺水 泵運行，隨用水量的變化，調整水泵的轉速；當用水量增大，使該變頻泵切換到 工頻，同時使變頻器帶動下一臺水泵變頻軟啟動運行。隨用水流量增大，以后各 臺水泵的軟啟動依次類推。然而，當一臺泵處于變頻狀態，另一臺處于工頻狀 態時，因為壓力不平衡，造成變頻泵受到反向壓力，降低了變頻泵的效率，軸 功率與流量變化不成三次方關系，未能達到最大節能，而且在某臺電機變頻運 行向工頻運行切換的過程中，由于在變頻驅動切斷后電機處于滑停運轉方式， 此時，電機處于感應發電狀態，存在著感應發電相位與工頻電源的相位不一致 的可能性，容易造成在向工頻切換時的電流沖擊現象。
實用新型內容
本實用新型需要解決的技術問題是提供一種用于多泵供水系統，穩定、節 能，并且自動化控制程度高的共母管智能變頻節電系統。
為解決上述問題，本實用新型所采取的技術方案是 一種共母管智能變頻 節電系統，包括供水子管、連接供水子管的供水母管，與供水子管連接的水泵
3以及水泵控制系統，兩路或兩路以上的供水子管連接同一路供水母管，每個供 水子管連接的水泵均配置一臺變頻器，每臺變頻器均與交流接觸器和熱繼電器 串聯構成的支路并聯，構成水泵控制主回路。 所述供水子管中均設置有單向閥。
所述供水母管中設有與水泵控制系統連接的流量傳感器和壓力傳感器。
所述水泵控制系統為PLC控制器或者單片機控制系統。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于本新型通過水泵控制系統通過 傳感器自動檢測，控制水泵的控制主回路，并在管路中設置單向閥，消除了兩 條管路之間的壓力不平衡問題，保證了變頻泵的效率，供水壓力穩定，減小了 水泵功耗，大幅提升了節電率，提高了自動化程度，減少了人力需求，提高了 效率。
圖l是本實用管路配置結構示意圖； 圖2是本新型兩路供水子管控制主回路電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述
本新型包括供水子管1、連接供水子管1的供水母管4，與供水子管1連接 的水泵以及水泵控制系統，其中供水子管1設有兩^^或兩^^以上，連接同一3各 供水母管4，在每路供水子管1中均設置單向閥2,單向闊2設置在水泵出水側 的管路中，在供水母管4中設置用于檢測水壓和流量的傳感器-壓力傳感器和 流量傳感器3，兩傳感器均連接在水泵控制系統上，用于檢測和控制供水壓力和 流量。本新型提供了一個兩路供水子管的實施例，其結構如圖l所示。
每個供水子管連接的水泵均配置一臺變頻器，每臺變頻器均與交流接觸器 和熱繼電器串聯構成的支路并聯，構成水泵控制主回路，本新型提供了兩路供 水子管(兩臺水泵)的主回路電路圖，如圖2所示，其中一臺變頻器串聯拖動 電機Ml,變頻器輸入端與輸出端分別串聯接觸器Kl、 K2，旁路交流接觸器K3與熱繼電器RJ1串聯后再與變頻器回路并聯，另一臺變頻器串聯拖動另一臺電
機M2，變頻器輸入端與輸出端分別串聯接觸器K4、 K5，另一旁路交流接觸器K6 與另一熱繼電器RJ2串聯后再與變頻器回路并聯，構成控制主回路。控制回路 的水泵控制系統可以采用PLC控制器，也可以采用單片機控制系統。 本新型相對一托多變頻系統節電原理如下 以雙泵(相同型號)為例，根據離心泵的近似比例定律可知 <formula>formula see original document page 5</formula>式中 Qi、 Pai —轉速m時的流量、壓力和軸功率；
Q2、 P2、 Pa2 —轉速ii2時的流量、壓力和軸功率；
假設實際需要出口壓力為lMPa，單泵工頻50Hz壓力為0. 8MPa,對應功率為 l化w，原系統就需要一臺泵工作在工頻狀態下，另一臺工作在變頻狀態下，壓 力為0.2MPa，根據比例定律，可知變頻在25Hz狀態下，0. 8/0. 2= (50/25) 2，功 率為1.875kw, 15/1.875=(50/25) 3，總功率為1. 875+15=16. 875kw。本新型通過 控制器自動4企測，^吏雙泵各自^是供0. 5 MPa壓力，即雙泵同時工作大約40Hz, 0.8/0. 5 ( 50/40 ) 2,雙泵功率同時為7. 4Kw, 15/7. 4 ( 50/40 ) 3總功率為 14.8Kw，相比原有系統，節電率提高13%,如果是多泵，節電率將更高。
實際應用中，水泵控制系統通過共母管出口的壓力、流量采樣，經過與設 定值比較運算、PID調節，輸出控制多個電機變頻調速系統，當需求低時控制只 開一套變頻，當需求高時在啟動一臺變頻，并將原變頻系統降低，使其在保障 需求壓力和流量的前提下， 一直保持最大節電率。管網中在每一臺水泵出水側 管路中安有一個單向閥，這樣可以保證當只開一套系統時，其余系統不會回水、 沒有反壓，當開兩套或以上系統時，保證壓力平衡，沒有環流，保障變頻泵最 大效率。旁路設定保證當變頻器故障時，能自動切換到工頻，從而不影響供水 需求，切換時系統內部設有延時保護，防止沖擊電流。熱繼電器防止工頻時， 回路過載
權利要求1、一種共母管智能變頻節電系統，包括供水子管、連接供水子管的供水母管，與供水子管連接的水泵以及水泵控制系統，其特征在于兩路或兩路以上的供水子管連接同一路供水母管，每個供水子管連接的水泵均配置一臺變頻器，每臺變頻器均與交流接觸器和熱繼電器串聯構成的支路并聯，構成水泵控制主回路。
2、 根據權利要求l所述的共母管智能變頻節電系統，其特征在于所述供水 子管中均設置有單向閥。
3、 根據權利要求l所述的共母管智能變頻節電系統，其特征在于所述供水 母管中設有與水泵控制系統連接的流量傳感器和壓力傳感器。
4、 根據權利要求1所述的共母管智能變頻節電系統，其特征在于所述水泵 控制系統為PLC控制器或者單片機控制系統。
專利摘要本實用新型公開了一種共母管智能變頻節電系統，包括供水子管、連接供水子管的供水母管，與供水子管連接的水泵以及水泵控制系統，兩路或兩路以上的供水子管連接同一路供水母管，每個供水子管連接的水泵均配置一臺變頻器，每臺變頻器均與交流接觸器和熱繼電器串聯構成的支路并聯，構成水泵控制主回路。本實用新型通過水泵控制系統通過傳感器自動檢測，控制水泵的控制主回路，并在管路中設置單向閥，消除了兩條管路之間的壓力不平衡問題，保證了變頻泵的效率，供水壓力穩定，減小了水泵功耗，大幅提升了節電率，提高了自動化程度，減少了人力需求，提高了效率。
文檔編號F04B49/06GK201428581SQ200920103459
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月29日 優先權日2009年6月29日
發明者李朝暉, 武國壯, 輝 薛, 陳亞南 申請人:石家莊市大雄電工科技開發有限公司