一种高压变频水泵系统的控制方法技术方案

技术编号:8679477 阅读:216 留言:0更新日期:2013-05-08 23:40
本发明专利技术公开了一种高压变频水泵系统的控制方法,对水泵系统的总损耗进行控制,包括移相变压器的损耗、高压变频器的损耗、异步电机损耗和高压水泵的损耗以及水的无效动能损耗,采用本发明专利技术,优化了高压变频器的运行特性曲线,达到了节能减排的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水泵系统的高压变频器全环境节能控制方法。
技术介绍
在电力系统中,电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各方面。电动机负荷约占总发电量的60% _70%,成为用电量最多的电气设备;采用电力电子技术的变频电源来为风机、水泵等高耗能设备供电,每年可节电282亿kWh。变频调速技术以其显著的节电效果、具有较高的供电功率因数、优良的调速性能以及广泛的适用性而成为的主流发展方向,尤其是大容量高压变频调速装置在国内冶金、钢铁、石油、化工、水处理、矿山以及电力等行业中的拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械的应用上有着非常广阔的市场前景。传统的变频调速技术主要解决了电机本身最优化运行问题,针对具体工况,即具体的能量转换系统,如制冷加上房间大小,鼓风加上散热体效果,泵水加上时间速度等,实现能量转换后的最终目标一致,但是实现过程中耗用电能是不一样的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种应用于水泵系统的高压变频器全环境节能控制方法。为了解决上述技术问题, 本专利技术提供了,对水泵系统的总损耗进行控制,包括移相变压器的损耗、高压变频器的损耗、异步电机损耗和高压水泵的损耗以及水的无效动能损耗。 所述移相变压器的损耗,即需要对移相变压器的损耗建立其数学模型,将变压器的损耗近似为基波的损耗,所述移相变压器总损耗为铜损Aul、铁损和杂散损耗所述铜损Aul为电阻损耗和绕组涡流损耗,计算变压器的损耗为:

【技术保护点】
一种高压变频水泵系统的控制方法,对水泵系统的总损耗进行控制,包括移相变压器的损耗、高压变频器的损耗、异步电机损耗和高压水泵的损耗以及水的无效动能损耗,其特征在于:所述移相变压器的损耗,即需要对移相变压器的损耗建立其数学模型,将变压器的损耗近似为基波的损耗,所述移相变压器总损耗为铜损PCu1、铁损PFe1和杂散损耗POSL,移相变压器的损耗PTRL为:其中,ITR为变压器原边电流,RTR为变压器的电阻;所述高压变频器的损耗,即需要建立高压变频器损耗数学模型,包括开关损耗Psw与通态损耗Pon?,其中,开关损耗Psw与开关频率fsw、功率单元直流电压UDC及异步电机定子电流Is相关,通态损耗Pon与IGBT的导通电阻Rds、异步电机定子电流Is相关;计算高压变频器损耗PMVC的公式为:所述异步电机损耗,对异步电动机的损耗进行分析,建立其损耗的数学模型,由异步电机的等值电路计算出异步电机的铜耗和铁耗,异步电机的铜耗包括定子铜耗和转子铜耗,总铜损耗PCu为:异步电机的定子铁损PFe为:其中,?fs为电机定子频率,φ为气隙磁通,α数值为1.3,β数值为2;由于水管的流量v与异步电机的转子频率fr成正比,即:可得到异步电机铁损与s、v之间的关系为:所述高压水泵的损耗,对高压水泵系统的损耗进行数学建模:高压水泵的效率η可描述为流量v的二次曲线,a、b、c分别表示效率系数;所述异步电机输出的机械功率为:计算得出高压水泵的损耗功率Ppump为所述水的无效动能损耗,即对水的无效动能损耗进行分析,由于最终被抽到高度为h的水量所具有的动能是无效的,因而将单位时间内抽到高度为h的水量所具有的动能视为损耗,计算水的无效动能损耗为:。2012105842295100001dest_path_image002.jpg,2012105842295100001dest_path_image004.jpg,2012105842295100001dest_path_image006.jpg,2012105842295100001dest_path_image008.jpg,2012105842295100001dest_path_image010.jpg,2012105842295100001dest_path_image012.jpg,2012105842295100001dest_path_image014.jpg,2012105842295100001dest_path_image016.jpg,2012105842295100001dest_path_image018.jpg,2012105842295100001dest_path_image020.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种高压变频水泵系统的控制方法,对水泵系统的总损耗进行控制,包括移相变压器的损耗、高压变频器的损耗、异步电机损耗和高压水泵的损耗以及水的无效动能损耗,其特征在于: 所述移相变压器的损耗,即需要对移相变压器的损耗建立其数学模型,将变压器的损耗近似为基波的损耗,所述移相变压器总损耗为铜损Aul、铁损和杂散损耗移相变压器的损耗AliL为:2.根据权利要求1所述的一种高压变频水泵系统的控制方法,其特征在于:将移相变压器、高压变频器、异步电机损耗和高压水泵以及水的无效动能的损耗进行累加,可得到高压变频水泵系统的总损耗为:3.根据权利要求1或2所述的一种高压变频水泵系统的控制方法,其特征在于:根据有功功率平衡方程可知,所述移相变压器的输入有功功率等于移相变压器的损耗、高压变频器的损耗、异步电机的输入功率三者之和:4.根据权利要求1或2所述的一种高压变频水...

【专利技术属性】
技术研发人员:许杏桃史明明李群陈娜王小波沈正彬吕飞腾刘国平
申请(专利权)人:国家电网公司江苏省电力公司江苏省电力公司电力科学研究院江苏安方电力科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1