Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ НАСОСОМ

Изобретение относится к системам управления центробежными насосными агрегатами и может использоваться при перекачке жидкости.

Известна система управления погружным электроцентробежным насосом (патент RU 2341004, МПК H02P 7/06), содержащая блок задания диаграммы динамического уровня жидкости, блок сравнения, датчик динамического уровня жидкости, блок расчета требуемой частоты, частотный преобразователь, погружной электроцентробежный насос, блок дифференцирования, сумматор.

Также, известна система управления центробежным насосом (патент RU 2418990, МПК F04D 15/00, F04D 13/06), содержащая блок задания параметра регулирования, блок сравнения, блок интегрирования, асинхронный электродвигатель, центробежный насос, сумматор, блок дифференцирования, датчик частоты вращения, датчик регулируемого параметра.

Недостатками данных систем является:

- неточность поддержания заданного напора в диктующей точке;

- необходимость установки датчика давления в диктующей точке, что существенно увеличивает протяженность соединительных, линий и проводов;

- низкий КПД при малых оборотах электродвигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности установок центробежных насосов с частотным регулированием скорости вращения за счет учета гидравлических характеристик магистрали и насоса и сведения до минимума потерь мощности в силовом канале: центробежный насос - асинхронный двигатель.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе управления центробежным насосом, содержащей блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход асинхронного электродвигателя соединен с входом центробежного насоса, первый выход центробежного насоса, соединен с датчиком регулируемого параметра, согласно заявляемому техническому решению в систему введены блок расчета требуемой скорости, блок регулирования частоты и напряжения, частотный преобразователь, датчик расхода, блок расчета регулируемого параметра, причем второй выход центробежного насоса соединен с датчиком расхода, выход датчика регулируемого параметра соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра, выход датчика расхода соединен со вторым входом блока расчета регулируемого параметра, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом блока расчета требуемой скорости, выход которого соединен с блоком регулирования частоты и напряжения, выходы которого соединены с входами частотного преобразователя, выход которого соединен с входом асинхронного электродвигателя.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема системы управления центробежным насосом.

Система управления центробежным насосом содержит блок задания параметра регулирования 1, блок сравнения 2, блок расчета требуемой скорости 3, блок регулирования частоты и напряжения 4, частотный преобразователь 5, асинхронный электродвигатель 6, центробежный насос 7, датчик регулируемого параметра 8, датчик расхода 9, блока расчета регулируемого параметра 10.

Причем выход блока задания параметра регулирования 1 соединен с первым входом блока сравнения 2, выход которого соединен с блоком расчета требуемой скорости 3, выход которого соединен с блоком регулирования частоты и напряжения 4. Выходы блока регулирования частоты и напряжения 4 соединены с входами частотного преобразователя 5, выход которого соединен с входом асинхронного электродвигателя 6. Выход асинхронного электродвигателя 6 соединен с входом центробежного насоса 7. Первый выход центробежного насоса 7 соединен с входом датчика регулируемого параметра 8, а второй выход - с входом датчика расхода 9. Выход датчика расхода 9 соединен со вторым входом блока расчета регулируемого параметра 10. Выход датчика регулируемого параметра 8 соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра 10. Выход блока расчета регулируемого параметра 10 соединен со вторым входом блока сравнения 2.

Система управления центробежным насосом работает следующим образом. При изменении величины и характера нагрузки центробежного насоса 7 изменяются значения выходных сигналов датчика регулируемого параметра H_н 8 и датчика расхода Q_н 9, которые поступают в блок расчета регулируемого параметра 10, где вычисляются потери регулируемого параметра в трубопроводе и складываются с текущим значением регулируемого параметра Н_А, для определения давления в диктующей точке трубопровода. Данное значение H_A поступает в блок сравнения 2 с заданной величиной. Одновременно значение заданного параметра Н_зад поступает на блок сравнения 2, откуда полученная разность поступает на блок расчета требуемой скорости 3, откуда значение необходимой частоты вращения ω передается на блок регулирования частоты и напряжения 4, где рассчитываются необходимые уровни напряжения U и частоты f, передающиеся на частотный преобразователь частоты 5, и управляющее воздействие в виде измененной мощности подается на вход асинхронного электродвигателя 6 и центробежного насоса 7, изменяя его производительность в зависимости от внешних возмущений.

Данная система управления центробежным насосом позволяет уменьшить удельное энергопотребление при перекачке 1 м³ от 0,7 до 27% в зависимости от суточного графика водопотребления.