Устройство для регулирования давления насоса

/20 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗ ЬХЫЛ "м".,"и. ТЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Т нный на элеквыходом первого сум тор, второйусили-телятем,экос держит свядавления исоединенные тор, вторым тчику выходинтегратор, входом пер- о отли чаоммутатор вы .но соедииенртого сумма- ключа,причем е входы ключавходы сумподключены од ключа к(54)(57) 1. УОфГРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУ. ЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСОСА, содержащее задатчик выходного параметра, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, задатчик тока, блок регулирования тока, преобразоватепь часто.ты и электродвигатель, кинематическисоединенный с насосом, связанным с гюв виде последовательфференщиатора, четвенализатора знака ии второй сигнальныдифференциатора, вторыеи анализатора знакаду коммутатора, а выхкоммутатора.(46) 15,04.83, Бюп, Иц 14 связанный с одним из входов(71) .Отдел энергетической кибернетики теля, с вторым входомпреобрАН Молдавской ССР частоты, о т л и ч а ю щ е е(53) 62.1,555.6(088,8) что, с целью повышения точнос(56) 1. Авторское свидетельство СССР номичности устройства, оно соМ 526863, кл. ( 050 16/20, 1975. занный с гидросетью датчик2 йацковскнй М, Х. и др, Принципы подключенные к его выходу ипостроения систем регулирования асин- последовательно трезий суммахронных электроприводов с инверторны- входом подключенный к задами преобразователями частоты. - Злек- ного параметра, коммутатор итротехническая промышленность", Элек- выходам связанный со вторымтропривод, 1974, М 5(31), с. 28-32 вого сумматора.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 электронвсос напряжением переменной частоты, при этом величи 10 на напряжения на зажимах статорв зависит от частоты питакчцего напряжения. Таким образом, регулирование давления осуществляется изменением частоты и нв пряжения 1 1Такое 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 последователь- но соединенных датчика тока, эвдатчика оптимального тока, сумматора, усилителя и системы управления выпрямителем. Преобразователь частоты, подключенный к выходу системы регулирования тока, состо ит из управляемого выпрямителя, дросселя, автономного инвертора, задающего генератора и системы управления инвертором. Йвигатель соединен с насосом, Выход датчика скорости подключен а вхо дам первого и второго сумматорВв; выход усилителя через второй сумматор подключен к управляющему входу по частоте преобразователя частоты 2.45Регулирование давления в этом устройстве производится с очень низкой точностью, При одном и том же заданном сигнале эвдатчикв выходной величины и скорости значение давления в гидросистеме50 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 квк 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 малойскорости вращения двигателя насоса время стабилизации давления сравнительновелико (фиг. 1 а), что вызывает дополнительные потери электроэнергии и воды.При больших значениях давления и скорости вращения двигателя насоса стабилизация давления характеризуется колебательностью (фиг. 1 б). 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. 1 а), при давлении,когда действует колебательная зависимость (фиг. 1 б), в также при переход- .ных процессах, т.е, при переходе от одного заданного значения давления к другому, снижается, что также приводит кпотерям 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 датчикскорости, связанный выходом с одним извходов первого сумматора и через второйсумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя, с вторым входом преобразователя частоты, содержитсвязанный с гидросетью датчик давленияи подключенные к его выходу и соединенные последовательно третий сумматор,вторым входом подключенный к эвдатчику выходного параметра, коммутатор иинтегратор выходом связанный с вторымвходом первого сумматора.При этом коммутатор выполнен в виде последовательно соединенных дифференциатора, четвертого сумматора, анализатора знака и ключа, причем первый и второй сигнальные входы ключа, вход дифференциатора,вторые входы сумматора ианализатора знака подклю .ены к входусумматора, в выход ключа к выходукомму та тора,На фиг. 1 приведена временная диаграмма регулирования давления насоса;на фиг 2 - структурная схема устройст217 4бы укаэанные сигналы совпали. На первом сумматоре 2 результирующий сигнал - задание по скорости сравниваетсяс сигналом, поступающим от датчика 10скорости. Таким образом, происходит конт.роль и корректировка сигналов системыпо скорости и давлению, Сигнал рассогласования по скорости, выработанныйпервым сумматором 2, поступает на усилитель 3, на выходе которого сигнал пбскольжению суммируется с сигналомдатчика 10 скорости, формируя при этомчастоту напряжения, питающего электродвигатель 7, Одновременно задатчиком4 тока формируется оптимальная, с точки зрения электроэнергетических потерь,величина тока электродвигателя 7,которая поддерживается блоком 5 регулирования тока и воздействует на преобразо-ватель 6 частоты через управляющийвход по напряжению,Коммутатор 14 работает следующимобразом.По входному сигналу - ошибке по давлению, а также по ее производной, полученной на дифференциаторе 16, на сумматоре 17 формируется отклонение от желаемого переходного процесса Работа предлагаемого устройства осу.ществляется следующим образом.игнал датчика 12 давления (например, , датчик тензометрический ЛХ), соединенного с гидросетью 9, поступает на третий сумматор 13, где сравниваетсяс. напряжением задатчика 1 выходной ве ,личины - давления. Результирующий сигнал разности поступает на коммутатор4 14, где инвертируется или пропускается без изменения в зависимости от соотношения величины сигнала разности и его производной. Далее интегратор 15 формирует задающий сигнал по скорости та- фф ким образом, что в случае совпадения сигнала, поступающего от датчика 12 давления, и сигнала от эадатчика 1 выходного параметра изменения задания по скорости не происходит. Если же эти сиг-фф налы не совпадают, на выходе интеграто.ра 15 сигнал задания по скорости двигателя 7 насоса 8 изменяется так, что 3 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- % 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 после-ф довательно соединен с третьим сумматором 13, коммутатором 14, интегратор .15, первым сумматором 2, усилитепь 3, эадатчиком 4 тока, блоком 5 регулирования тока, преобразователем 6 частоты; 2 ф 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 6 частоты, 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 19 подключен к выходу. коммутатора 14. 5=(,ЬН + КьН,где 5 - отклонение от желаемого переходного процесса;ДН - ошибка по давлению;К - постоянная величина,Отклонение 5=0 поддерживается путемсоотве тствующего переключения коэффициента передачи ключа 19 для любого давления в гидросещ 9 я скорости вращениядвигателя 7 насоса 8. Анализатор 18знака анализирует знаки отклонения ошибки по давлению (Н) и отклонения ( В ) отжелаемого переходного процесса В зависимости от их сочетания кпюч 19 настраивает интегратор 1 5 на ток или иной ко- .эффициент передачи. Таким образом, коммутатор позволяет поддерживать оптимальное соотношение между апибкой по давлению и ее производной в условиях резкого изменения давления или расхода воды в гидросети независимо от скоростивращения насоса и давления, что увеличивает точность регулированиядавления впереходных процессах, а это веют, соответственно, к понижению потерь электроэнергии и воды.Применение устройства на насоснойстанции с установлений мощностью регулируемого пасосав 100 кЭг поэвоаетснизить потери электроэпергииэа год на 20%1012217 Составитель ЛПтендовйдактор Л. Алексеенко ТехредЖ.Кастелевич Корректор А. Тяско Тираж 872 По НИИПИ Государственного комитета по делам иэобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб