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一种基于灰色关联法的变频恒压供水系统控制方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-05-23 16:48:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:浙江省温州市| 姚情秘 | 2022-12-25 17:11:43

本发明提供了一种高效变频恒压供水系统的控制方法,包括:建立输出功率、频率扰动量和水压变化量之间的数学模型及约束条件,形成供水系统输出功率在线检测需要的数学模型;在稳态工况下进行频率小信号扰动,以实际压力变化值作为参考序列,并依据模型求出压力变化值作为比较序列,运用灰色关联算法及灰色关联度判据在线检测轴输出功率;根据轴输出功率的值自动选择不同功率的水泵电机工作。本发明可确保系统高效运行,从而显著提高变频恒压供水系统的工作效率。本发明可有效保护电机和变频器低频运行引起的效率低下故障,提高系统的寿命和可靠性,为水泵电机安全、高效运行提供可靠保证

本发明属于机电设备控制领域,具体涉及一种基于灰色关联法的变频恒压供水系统控制方法。

本发明的目的在于提出一种基于灰色关联法的变频恒压供水系统控制方法 ;该控制方法无需流量传感器、成本低、通用性好。

本发明所述的变频恒压供水系统的控制方法可有效保护电机和变频器小流量工况下低频运行引起的效率低下故障,提高系统的寿命和可靠性,为水泵电机安全、高效运行提供可靠保证。

水泵作为一种高耗能通用机械,广泛应用于工农业生产和居民生活的各个领域,每年消耗在水泵机组上的电能占全国总电耗的 21% 以上,在供水企业中占生产成本的30% ~ 60%。水泵以及水泵系统的效率哪怕仅仅提高 1%,都会对全球的节能和环保带来了巨大的利益,而水泵消耗的电能的 30% ~ 50% 都是可以节约。通过采用变频控制技术能有效地降低水泵的能耗,每年可节电 282 亿 kWh,实现节能减排目标。但变频控制技术实现节能前提是水泵始终运行于高效率区间。然而,供水用户的用水量在空间和时间上具有随机性和不确定性,不能保证水泵始终运行在高效率区间。特别是在用水低谷时间段,由于用水量很小,变频器和水泵工作于低频状态。此时,电机热损耗和低频振动严重,整个变频恒压供水系统能耗急剧增大,系统效率低下。这种工况下不但不能实现节能减排,而且水泵电机因为长期低频运行导致机械振动和电机定子绕组发热严重,降低系统的安全可靠性和使用寿命,对供水的安全可靠性和生产成本产生不利影响,更为严重的甚至导致安全事故的发生。因而,必须解决小流量情况下变频供水系统的效率问题。

发明人 李峰平 彭志辉 赵军平 周余庆薛伟 胡雪林

李峰平,研究员,常务副院长,男,工学博士,浙江省先进科技工作者,浙江省机械工程学会理事,现任温州大学激光加工机器人国家国际科技合作基地/省重点实验室/省工程研究中心副主任,温州大学激光与光电智能制造研究院研究员,常务副院长,超快激光先进制造技术高水平创新团队领衔人,省151人才、温州市科技创新领军人才、台州市500精 英计划特聘专家,新加坡国立大学光科学与工程中心高级访问学者

一、本发明所述的变频恒压供水系统的控制方法具有无需流量传感器即能在线输出功率检测,节约了系统安装调试所需时间和成本,使得系统结构更加简单,系统成本更低 ;

二、本发明所述的输出功率检测具有检测速度快,检测精度高、算法简单、实用性强和可靠性高等优点 ;

三、本发明所述的变频恒压供水系统的控制方法能根据实际输出功率 Pout(t) 的值自动投切合适功率的水泵电机 Mi(i=1,2,3),确保系统高效运行,从而显著提高变频恒压供水系统的工作效率 ;

技术入股,技术合作,遣派学者专家到国外或者其他地区的高校,研究机构或者生产企业与对方的学者,专家合作进行研究设计,或者双方学者,专家轮流到对方学校,研究机构或者企业进行研究。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上实施例仅是用来说明本发明,而并非作为对本发明的限定,只要在本发明的范围内,对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的保护范围。