Устройство для регулирования давления насоса

 

1. УСЛРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСОСА, содержащее задатчик выходного параметра, последовательно соединенные первый сумматор , усилитель, задатчик тока, блок регулирования тока, преобразователь частоты и электродвигатель, кинематически .соединенный с насосом, связанным с гидросет ю , а также установленный на электродвигателе датчик скоросго, выходом связанный с одним из входов первого сумматора н через второй сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя , с вторым входом преобразователя частоты, о тличающееся тем, что, с цеаью повышения точности и экономичности устройства, оно содержит связанный с гидросетью датчик давления и подключенные к его выходу н соединенные ; последовательно третий сумматор, вторым входом подключенный к задатчику выходного параметра, коммутатор и вн1«гратор, выходом связанный со BTOjajM входом первого сумматора, S 2. Устройство по п. 1, о т л н ч & ю щ е е с я тем, что коммутатор вы полней в виде последовательно соединенных дифференциатора, четвертого сумматора , анализатора знака и ключа, цричем первый и второй сигнальные входы кл10ча, вход дифферешшатора, вторые входы сумматора и анализатора знака подкдючены к входу коммутатора, а выход ключа - к выходу коммутатора. н 0Ut.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1012217 (д) С 05Э 16/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ росетью, а также установленный на элекь тродвигателе датчик скорости, выходом связанный с одним as входов первого сумматора н через второй сумматор, второй вход которого подхлючен к выкоду усили- теля, с вторым входом преобразователя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и экономичности устройства, оно содержит связанный с гидросетью датчик давления и подключенные к его выходу и соединенные последовательно трезпй сумматор, вторым входом подключенный к задатчику выходного параметра, коммутатор и интегратор, выходам связанный со вторым входом первого сумматора. о е

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что коммутатор вы . полнен в виде последовательно соединенных дифференциатора, четвертого сумматора, анализатора знака и ключа, причем первый и второй сигнальные входы ключаэ

twaL вход дифференциатора, вторые входы сумматора и анализатора знака подключены

- к входу коммутатора, а выход ключа - к

ЭаиВ выходу комму та тора» Ь4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3362026/18-24 (22) 05.12.81 (46) 15.04.83. Бкд. N 14 (72) Г. В. Салый, Е. А. Маранец,Ю. A. Дмитренко. и В..И. Олешук . (71) .Отдел энергетической кибернетики

АН Молдавской ССР (53) 62.1.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 526863, кл. Q 059 16/20, 1975. 2.. Дацковский М. Х. и др. Принципы построения систем регулирования асинхронных электроприводов с инверторными преобразователями частоты. — Электротехническая промышленность", Электропривод, 1974, Мю 5(31), с. 28-32 (прототип). (54)(57) 1. УО ГРОЙС ТВО ДЛЯ РЕ1У

ЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСОСА, содержащее задатчик выходного параметра, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, задатчик тока,- блок регулирования тока, преобразоватепь частоты и электродвигатель, кинематически соединенный с насосом, связанным с гщ ЕНИЯ „„::..-.:..:

1012217

Изобретение относится к управлению ,и регулированию электронасосными установками.

Известно устройство для управления электронасосами, в котором для обеспечения гидравлических Характеристик и уменьшения потерь электроэнергии предлагается питать электронасос напряжением переменной частоты, при этом величи10 на напряжения на зажимах статора зависит от частоты питакчцего напряжения.

Таким образом, регулирование давления осуществляется изменением частоты и на« пряжения 1 1

Такое устройство не обеспечивает оптимального соотношения электрических параметров системы (напряжения, тока и частоты), поэтому давление в системе регулируется с низкой точностью. Нестабильность давления ведет к увеличению потерь электроэнергии и воды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования асинхронных электроприводов, которое содержит задатчик выходного параметра .ско,рости, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, функциональный преобразователь, который преобразует функции эадатчика тока, систему регулирования тока, состоящую из последовательно соединенных датчика тока, эадатчика оптимального тока, сумматора, усилителя и системы управления выпрямителем. Преобразователь частоты, подключенный к выходу системы регулирования тока, состо- 35 ит из управляемого выпрямителя, дросселя, автономного инвертора, задающего генератора и системы управления инвертором. двигатель соединен с насосом.

Выход датчика скорости подключен н вхо- 40 дам первого и второго сумматорВв; выход усилителя через второй сумматор подключен к управляющему входу по частоте преобразователя частоты P2). . 45

Регулирование давления в этом устройстве производится с очень низкой точностью, При одном и том же заданном сигнале эадатчика выходной величины и скорости значение давления в гидросистеме

50 отличается от расчетного в 1,5-2 раза.

Использование указанного устройства приводит к большим потерям электроэнергии и воды вследствие нестабильности давления в гидросистеме. Кроме того, так как давление зависит от скорости враше» ния насоса нелинейно, характер его изменения при различном давлении и расходе воды разный. А именно, при малом давлении, а следовательно, и при малой скорости вращения двигателя насоса время стабилизации давления сравнительно велико (фиг. la), что вызывает дополнительные потери электроэнергии и воды.

При больших значениях давления и скорости вращения двигателя насоса стабилизация давления характеризуется колебательностью (фиг. lб). Такая зависимость приводит к дополнительным потерям электроэнергии и расходу воды, которые возникают из-эа повышенного давления гидросистемы. Таким образом, точность регулирования стабилйэированного давления воды при замедленном процессе установления давления (фиг. lа), при давлении, когда действует колебательная зависимость (фиг. lб), а также при переход- . ных процессах, т.е. при переходе от одного заданного значения давления к другому, снижается, что также приводит к...потерям электроэнергии и воды.

Целью изобретения является повышение точности и экономичности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования давления насоса, содержащее задатчик выход-. ного параметра, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, задатчик тока, блок регулирования тока, преобразователь частоты и электродвигатель, кинематически соединенный с насосом, связанным с гидросетью, а также установленный на электродвигателе датчик скоростя, связанный выходом с одним из входов первого сумматора и через второй сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, с вторым входом преобразователя частоты, содержит связанный с гидросетью датчик давления и подключенные к его выходу и соединенные последовательно третий сумматор, вторым входом подключенный к эадатчику выходного параметра, коммутатор и интегратор выходом связанный с вторым входом первого сумматора.

При этом коммутатор выполнен в виде последовательно соединенных дифферен1 циатора, четвертого сумматора, анализатора знака и ключа, причем первый и второй сигнальные входы ключа, вход дифференциатора,вторые входы сумматора и анализатора знака подклю-.ены к входу сумматора, а выход ключа к выходу комму та тора, На фиг. 1 приведена временная диаграмма регулирования давления насоса; на фиг.. 2 — структурная схема устройст217 4 бы указанные сигналы совпали. На первом сумматоре 2 результирующий сиг нал — задание по скорости сравнивается с сигналом, поступающим от датчика 10 скорости. Тским образом, происходит конт-. роль и корректировка сигналов системы по скорости и давлению. Сигнал рассогласования по скорости, выработанный первым сумматором 2, поступает на усилитель 3, на выходе которого сигнал пб скольжению суммируется с сигналом датчика 10 скорости, формируя при этом частоту напряжения, питающего электродвигатель 7. Одновременно задатчиком

4 тока формируется оптимальная, с точки зрения электроэнергетических потерь, величина тока электродвигателя 7, которая поддерживается блоком 5 регулирования тока и воздействует на преобразователь 6 частоты через управляющий вход по напряжению.

Коммутатор 14 работает следующим образом.

По входному сигналу - ошибке по давлению, а также по ее производной, полученной на дифференциаторе 16, нв сумма; торе 17 формируется отклонение от желаемого переходного процесса

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. :игнал датчика 12 давления (например, . датчик тензометрический ЛХ-412), сое-. диненного с гидросетью 9, поступает на третий сумматор 13, где сравнивается с. напряжением задатчика 1 выходной ве ,личинй - давления. Результирующий сигнал разности поступает нв коммутатор

4S

14, где инвертируется или пропускается без изменения в зависимости от соотно- . шения величины сигнала разности и его производной. Далее интегратор 15 формирует звдвюший сигнал по скорости таким образом, что в случае совпадения сигнала, поступающего от датчика 12 давления, и сигнала от эадатчикв 1 выходного параметра изменения задания по скорости не происходит. Если же эти сит нвлы не совпадают, на выходе интеграто.ра 15 сигнал задания по скорости двигателя 7 насоса 8 изменяется твк, что3 1012 ва для регулирования давления насоса;на фиг. 3 — структурная схема коммутатора.

Устройство содержит эадатчик 1 выходного параметра, первый сумматор 2, усилитель 3, датчик 4 тока, блок 5 ре- S гулирования тока, преобразователь 6 частоты, электродвигатель 7, насос 8, гидросеть 9, датчик 10 скорости, второй сумматор 11, датчик 12 давления, трегий сумматор. 13, коммутатор 14, интегратор 15.

Коммутатор 14 включает в себя дифференциатор 16, четвертый сумматор 17, анализатор 18 знака и ключ 19.

Задатчик 1 выходного параметра IrocIIe-IS довательно соединен с третьим сумматором 13, коммутатором 14, интегратор .

15„первым сумматором 2, усилитель 3, задвтчиком 4 тока, блоком 5 регулирования тока, преобразователем 6 частоты; 20 электродвигателем 7 насоса 8, подключенного к гидросети 9. Датчик 10 скорости подключен к входам первого 2 и второго 11 сумматоров. Выход усилителя 3 через второй сумматор 11 подключен к . управляющему входу по частоте преобразователя бчастоты,,а датчик 12 давления — к третьему сумматору 13.

Входы дифференциатора 16, сумматора

17, анализатора 18 знака и два сигналь- ЗФ ных входа ключа 19 соединены с входом коммутатора 14, причем дифференциатор

16, сумматор 17, анализатор 18 знака и ключ 19 последовательно соединены . друг с другом. Выход ключа 1 9 подключен к выходу. коммутатора 14. =(дн) + каН, где S — отклонение от желаемого переходного процесса;

ДН вЂ” ошибка по давлению;

К вЂ” постоянная величина.

Отклонение S=O поддерживается путем соотве тствуюшего переключения коэффициента передачи ключа 19 для любого давления в гидросеж 9 я скорости вращения двигателя 7 насоса 8. Анализатор 18 знака анализирует знаки отклонения япибки по давлению (Н) и отклонения (5) от желаемого переходного процесса.. В зависимости от их сочетания ключ 19 настраивает интегратор 1 5 на ток или иной ко- . эффициент передачи. Таким образом, коммутатор позволяет поддерживать оптимальное соотношение между ошибкой по давлению и ее производной в условиях рез- . кого изменения давления или расхода воды в гидросети независимо от скорости вращения насоса и давления, что увеличивает точность регулирования давления в. переходных процессах, а это ввазт, соответственно, к понижению потерь электроэнергии и воды.

Применение устройства нв насосной станции с уствновленнЖ мощностью регулируемого пасоса в 100 к&г поэвоают снизить потери электроэпергииэа год ив20%

1012217

Составитель Л, Птенцова

Редактор Л. Алексеенко Техред ЖКастелевич Корректор A. Тяско.

Закю 2762/58 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.. Проектная, 4