×
16.06.2023
223.018.7cfe

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА С АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002741267
Дата охранного документа
22.01.2021
Аннотация: 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.

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.]:

,

,

где – модуль вектора напряжения статора,

– модуль вектора тока статора,

, , – фазные напряжения статора

, , – фазные токи статора.

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

– промежуточные значения расхода жидкости

– 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).

w1ij – синаптический вес j-го входа i-го нейрона скрытого слоя,

b1i0 – сдвиг i-го нейрона скрытого слоя,

w2i – синаптический вес i-го входа нейрона выходного слоя,

b20 – 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

Tf –– 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%.

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.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 41 items.
12.04.2020
№220.018.1443

Способ и устройство идентификации постоянных магнитов по объемной намагниченности

Изобретение относится к идентификации постоянных магнитов по объемной намагниченности из опытной партии, изготовленной из одинаковой марки сплава, форме и геометрии. Устройство для определения одинаковой намагниченности опытных образцов постоянных магнитов содержит основание, настольные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718641
Дата охранного документа: 10.04.2020
15.05.2020
№220.018.1cf7

Электротехнический комплекс поршневого компрессора на основе линейной магнитоэлектрической машины

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – обеспечение высокого электромагнитного усилия на всем ходу якоря. Электротехнический комплекс включает в себя систему управления, программное обеспечение, датчики силы и перемещения, аккумуляторную батарею, поршневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720882
Дата охранного документа: 13.05.2020
16.05.2020
№220.018.1d7d

Устройство защиты от замыканий в обмотках однофазного трансформатора

Использование: в области электроэнергетики для защиты трансформаторов от замыканий в его обмотках. Технический результат - повышение чувствительности устройства защиты к витковым замыканиям в обмотках однофазного трансформатора за счет возможности вращения цилиндрической катушки индуктивности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720946
Дата охранного документа: 15.05.2020
29.05.2020
№220.018.21c3

Способ работы поршневого двухступенчатого компрессора и устройство для его осуществления

Предложенный способ работы заключается в использовании столба жидкости для сжатия газа во второй ступени, при этом давление жидкости создается в подпоршневой полости первой ступени. Компрессор содержит приводной вал (1) и картер (2) с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом привода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722116
Дата охранного документа: 26.05.2020
03.06.2020
№220.018.232d

Поршневой двухступенчатый компрессор

Изобретение относится к области машин объемного вытеснения и может быть использовано при создании компрессоров среднего и высокого давления. Поршневой двухступенчатый компрессор содержит цилиндры 1 первой и 2 второй ступени, поршни 3 и 4, соединенные штоком 5 с приводом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722588
Дата охранного документа: 01.06.2020
12.06.2020
№220.018.266b

Устройство для обогрева салона автомобиля в экстремальных ситуациях (варианты)

Изобретение относится к области конструкции и эксплуатации транспортных средств, преимущественно автомобилей. Устройство для выработки энергии содержит турбину, которая устанавливается на крыше автомобиля и имеет вертикальную ось вращения, а ее лопасти представляют собой пластины, выполняющие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723198
Дата охранного документа: 09.06.2020
25.06.2020
№220.018.2b3a

Газоанализатор диоксида азота

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей диоксида азота. Сущность изобретения: полупроводниковый датчик диоксида азота, содержащий полупроводниковое основание, нанесенное на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724290
Дата охранного документа: 22.06.2020
11.07.2020
№220.018.3194

Способ спуска отделяющейся части ступени ракеты-носителя и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к ракетам-носителям (РН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Способ спуска отделяющейся части (ОЧ) ступени РН основан на ориентации и стабилизации положения ОЧ двигательной установкой вперед, приложении управляющих моментов путём сброса продуктов газификации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726214
Дата охранного документа: 09.07.2020
24.07.2020
№220.018.36c7

Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при прогнозировании работы магистральных нефтепроводов, работающих не на проектных мощностях. Предложен способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов с использованием существующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727511
Дата охранного документа: 22.07.2020
24.07.2020
№220.018.37eb

Способ определения толщины тонких пленок

Использование: для определения толщины тонких пленок. Сущность изобретения заключается в том, что осаждают тонкие пленки с различной толщиной слоя на подложку, измеряют толщину слоя методом атомно-силовой микроскопии, измеряют аналитический сигнал рентгеновской флуоресценции от элементов пленки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727762
Дата охранного документа: 23.07.2020
Showing 1-5 of 5 items.
10.04.2014
№216.012.b486

Система управления центробежным насосом

Изобретение относится к системам управления центробежными насосными агрегатами и может использоваться при перекачке жидкости. Система управления центробежным насосом содержит блок задания параметра регулирования (1), выход которого соединен с первым входом блока сравнения (2). Выход блока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511934
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.02.2016
№216.014.cd8e

Система управления центробежным насосом

Изобретение относится к системам управления центробежными насосными агрегатами. Система содержит блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения. Выход блока расчета регулируемого параметра соединен со вторым входом блока сравнения. Выход блока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575232
Дата охранного документа: 20.02.2016
25.08.2017
№217.015.af3a

Способ определения расхода жидкости центробежного насоса с асинхронным электроприводом

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при учете и контроле потребления воды и других текучих сред. Измеряют мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного двигателя, преобразуют трехфазные значения токов и напряжений в двухфазные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610909
Дата охранного документа: 17.02.2017
26.08.2017
№217.015.d53d

Способ для определения давления насоса с электродвигателем

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения выходных характеристик электродвигателя. При реализации способа измеряют давление на подающем трубопроводе, измеряют мгновенные величины токов и напряжений статора асинхронного двигателя, преобразуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623195
Дата охранного документа: 22.06.2017
01.04.2020
№220.018.124a

Способ стабилизации давления насосной установки с асинхронным электроприводом

Изобретение относится к областям насосостроения и электротехники. Способ стабилизации давления насосной установки (НУ) с асинхронным электроприводом включает измерение мгновенных величин токов статора асинхронного двигателя (АД) и скорости вращения ротора. При этом задают требуемое давление НУ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718091
Дата охранного документа: 30.03.2020
+ добавить свой РИД