Система управления центробежным насосом

Авторы патента:

F04D15/00 - Управление и регулирование насосов, насосных установок или систем

F04D13/06 - с электрическим приводом

Владельцы патента RU 2575232:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к системам управления центробежными насосными агрегатами. Система содержит блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения. Выход блока расчета регулируемого параметра соединен со вторым входом блока сравнения. Выход блока сравнения соединен с входом блока расчета требуемой скорости. Выход блока расчета требуемой скорости соединен с блоком регулирования частоты и напряжения, выходы которого соединены с входами частотного преобразователя. Выход частотного преобразователя соединен с входом асинхронного электродвигателя «АД», выход которого соединен с входом датчика момента «ДМ» и входом датчика скорости «ДС». Первый выход датчика «ДМ» центробежного насоса «ЦН» соединен с входом насоса «ЦН». Выход датчика «ДС» соединен со вторым входом блока вычисления давления и расхода «БВДиР». Второй выход датчика «ДМ» соединен с первым входом блока «БВДиР». Первый выход блока «БВДиР» соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра «БРРП». Второй выход блока «БВДиР» соединен со вторым входом блока «БРРП». Изобретение направлено на уменьшение удельного энергопотребления при перекачке 1 м³ от 0,5 до 6% в зависимости от суточного графика водопотребления, а также на уменьшение массогабаритных показателей. 1 ил.

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

Известна система управления погружным электроцентробежным насосом (патент RU 2341004 от 10.12.2008), 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 от 09.11.2009), содержащая блок задания параметра регулирования, блок сравнения, блок интегрирования, асинхронный электродвигатель, центробежный насос, сумматор, блок дифференцирования, датчик частоты вращения, датчик регулируемого параметра.

Известна система управления центробежным насосом (патент RU 2511934 от 10.04.2014), содержащая блок задания параметра регулирования, блок сравнения, блок расчета требуемой скорости, блок регулирования частоты и напряжения, частотный преобразователь, асинхронный электродвигатель, центробежный насос, датчик частоты вращения, датчик регулируемого параметра, датчик расхода, блок расчета регулируемого параметра.

Недостатками известных систем являются потери мощности в силовом канале, низкая энергоэффективность установок центробежных насосов с частотным регулированием скорости вращения, крупные массогабариты.

Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности установок центробежных насосов с частотным регулированием скорости вращения за счет учета гидравлических характеристик магистрали и насоса, сведение до минимума потерь мощности в силовом канале: центробежный насос - асинхронный двигатель и уменьшение массогабаритных показателей за счет отсутствия необходимости установки датчика расхода и связанной с этим увеличением длины прямых участков трубопровода в зоне монтирования насоса.

Данный технический результат достигается тем, что в системе управления центробежным насосом, содержащей блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока расчета регулируемого параметра соединен со вторым 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, согласно заявляемому техническому решению выход асинхронного электродвигателя «АД» соединен с входом датчика момента «ДМ» и входом датчика скорости «ДС», первый выход датчика момента «ДМ» центробежного насоса «ЦН» соединен со входом центробежного насоса «ЦН», выход датчика скорости «ДС» соединен со вторым входом блока вычисления давления и расхода «БВДиР», второй выход датчика момента «ДМ» соединен с первым входом блока вычисления давления «БВДиР» расхода, первый выход блока вычисления давления и расхода «БВДиР» соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра «БРРП», второй выход блока вычисления давления и расхода «БВДиР» соединен со вторым входом блока расчета регулируемого параметра «БРРП».

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

Система управления центробежным насосом содержит блок задания параметра регулирования 1 «БЗ», блок сравнения 2 «БС», блок расчета требуемой скорости 3 «БР», блок регулирования частоты и напряжения 4 «БРЧН», частотный преобразователь 5 «ПЧ», асинхронный электродвигатель 6 «АД», центробежный насос 7 «ЦН», датчик момента 8 «ДМ», датчик скорости 9 «ДС», блок расчета регулируемого параметра 10 «БРРП», блок вычисления давления и расхода 11 «БВДиР».

Причем выход блока задания параметра регулирования 1 «БЗ» соединен с первым входом блока сравнения 2 «БС», выход которого соединен с входом блока расчета требуемой скорости 3 «БР», выход которого соединен с блоком регулирования частоты и напряжения 4 «БРЧН». Выходы блока регулирования частоты и напряжения «БРЧН» 4 соединены с входами частотного преобразователя 5 «ПЧ», выход которого соединен с входом асинхронного электродвигателя 6 «АД». Выход асинхронного электродвигателя 6 «АД» соединен с входом датчика момента 8 «ДМ» и входом датчика скорости 9 «ДС», выход датчика момента «ДМ» 8 соединен со входом центробежного насоса 7 «ЦН», второй выход датчика момента 8 «ДМ» соединен со входом блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР», выход датчика скорости 9 «ДС» соединен со вторым входом блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР», первый выход блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР» соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра 10 «БРРП», второй выход блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР» соединен со вторым входом блока расчета регулируемого параметра 10 «БРРП». Выход блока расчета регулируемого параметра 10 «БВРП» соединен со вторым входом блока сравнения 2 «БС».

Система управления центробежным насосом работает следующим образом. При изменении величины и характера нагрузки центробежного насоса 7 «ЦН» изменяются значения выходных сигналов датчика момента Μ 8 «ДМ» и датчика расхода скорости ω 9 «ДС», которые поступают из блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР». Сигналы давления и расхода с выхода блока вычисления давления и расхода 11 «БВДиР» поступают в блок расчета регулируемого параметра 10 «БВРП», где вычисляются потери регулируемого параметра в трубопроводе и складываются с текущим значением регулируемого параметра H_А, для определения давления в диктующей точке трубопровода. Данное значение H_А поступает на блок сравнения 2 «БС» с заданной величиной. Одновременно значение заданного параметра H_зад поступает на блок сравнения 2 «БС», откуда полученная разность поступает на блок расчета «БР» требуемой скорости 3, откуда значение необходимой частоты вращения ω^* передается на блок регулирования частоты и напряжения 4 «БРЧН», где рассчитываются необходимые уровни напряжения U^* и частоты f, передающиеся на частотный преобразователь частоты 5 «ПЧ», и управляющее воздействие в виде измененной мощности подается на вход асинхронного электродвигателя 6 «АД» и центробежного насоса 7 «ЦН», изменяя его производительность в зависимости от внешних возмущений.

Данная система управления центробежным насосом позволила уменьшить удельное энергопотребление при перекачке 1 м от 0,5 до 6% в зависимости от суточного графика водопотребления, а также уменьшить массогабаритные показатели.

Система управления центробежным насосом, содержащая блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока расчета регулируемого параметра соединен со вторым 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, отличающаяся тем, что выход асинхронного электродвигателя «АД» соединен с входом датчика момента «ДМ» и входом датчика скорости «ДС», первый выход датчика момента «ДМ» центробежного насоса «ЦН» соединен со входом центробежного насоса «ЦН», выход датчика скорости «ДС» соединен со вторым входом блока вычисления давления и расхода «БВДиР», второй выход датчика момента «ДМ» соединен с первым входом блока вычисления давления «БВДиР» расхода, первый выход блока вычисления давления и расхода «БВДиР» соединен с первым входом блока расчета регулируемого параметра «БРРП», второй выход блока вычисления давления и расхода «БВДиР» соединен со вторым входом блока расчета регулируемого параметра «БРРП».

Группа изобретений относится к насосной системе для сети (1) водоснабжения с по меньшей мере одним насосным устройством (4), датчиком (10) давления на напорной стороне устройства (4), датчиком (12) расхода, регистрирующим расход устройства (4), несколькими блоками (D) датчиков давления, которые предусмотрены для удаленного расположения от устройства (4) в различных частичных областях сети водоснабжения, и устройством управления устройством (4).

Лопастной насос // 2567526

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в насосных агрегатах в нефте- и газотрубопроводах, теплоэнергетике, двигателе- и турбостроении, химической промышленности.

Способ повышения энергоэффективности насосной станции // 2561782

Изобретение относится к области водоснабжения городов и населенных мест, а точнее к способу управления энергопотреблением насосной станции, при помощи которой подают воду в систему распределительных труб.

Устройство для текущего контроля работы насоса // 2559104

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9).

Ротор с короткозамкнутой обмоткой // 2557556

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашиностроению, и может быть использовано при создании ротора из серийно выпускаемого короткозамкнутого ротора.

Циркуляционный насос центробежного типа // 2556153

Изобретение относится к циркуляционному центробежному насосу с неизменной скоростью вращения. Центробежный насос имеет по меньшей мере одно рабочее колесо, кожух насоса и электрический двигатель с постоянным магнитом с пуском от сети.

Электрооборудование для подъема пластовой жидкости на кусте скважин и способ управления им // 2554692

Изобретение относится к нефтедобывающему электрооборудованию. Электрооборудование включает в себя установки (2) погружных электронасосов по числу скважин (1), связанные через кабель (6), и повышающий трансформатор (3) с соответствующей наземной станцией (4) управления прямого пуска, подключенной к питающей сети.

Способ для оптимизированной по мощности эксплуатации насоса, приводимого в действие электродвигателем, при малых объемных расходах // 2553630

Изобретение относится к способу для оптимизированной по мощности эксплуатации насоса, приводимого в действие электродвигателем, в гидравлической системе при очень малых объемных расходах (Q), причем заданный напор (H) насоса регулируется в зависимости от объемного расхода (Q) в соответствии с предварительно установленной характеристической кривой (К).

Способ автоматизированного управления электроприводом насосной станции // 2551139

Изобретение относится к области электротехники и касается способа управления насосной станцией с параллельно работающими насосами. Способ реализуется тем, что в схему включена система автоматизированного управления режимами работы высоковольтных асинхронных электродвигателей (ВАД) насосов, обеспечивающая возможность их работы от одного преобразователя частоты в энергоэффективном режиме, дополнительная система датчиков, связанных с системой управления микропроцессорного контроллера.

Устройство управления частотно-регулируемым электроприводом магистральных насосов // 2551116

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей насосов, работающих на длинные трубопроводы, например магистральных насосов нефтепроводов.

Электронасосный агрегат // 2574782

Изобретение может быть использовано как электронасосный агрегат в составе систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов. Агрегат содержит электродвигатель (1) с корпусом из титана, соединенным с алюминиевым корпусом (2) насоса.

Коррекция смещения магнитного потока для вращающейся электрической машины // 2566499

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вращающихся электрических машинах. Технический результат - повышение точности коррекции ошибки смещения магнитного потока в разомкнутой системе управления вращающейся электрической машине.

Электронасосный агрегат // 2548698

Изобретение относится к герметичным электронасосным агрегатам (ЭНА) для систем терморегулирования космических аппаратов. Корпусы электродвигателя и насоса ЭНА из алюминиевого сплава герметично соединены и разделены цилиндрической немагнитной экранирующей оболочкой из титанового сплава.

Погружной электродвигатель с зазором с ферромагнитной жидкостью // 2543099

Группа изобретений направлена на обеспечение возможности уменьшения потерь электроэнергии, подаваемой по длинным силовым кабелям к электрическому погружному насосу во время работы погружного электродвигателя.

Электронасос с двигателем на постоянных магнитах // 2533795

Изобретение относится к бессальниковому экранированному электронасосу, в частности, стойкому к коррозии и содержащему устройство контроля подшипника. Технический результат заключается в повышении жесткости неподвижного вала экранированного электронасоса с двигателем на постоянных магнитах, своевременном обнаружении износа подшипника, повышении срока службы.

Электронасосный агрегат // 2533607

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий космической техники. Электронасосный агрегат содержит металлический корпус, установленный на корпусе бесконтактный электродвигатель постоянного тока с выполненным заодно с ним электронным коммутатором, размещенные на валу электродвигателя рабочие колеса, установленный снаружи бесконтактного электродвигателя постоянного тока присоединенный к корпусу металлический герметизирующий кожух, на котором размещен электрический соединитель.

Щелевая труба и способ изготовления такой трубы // 2533183

Изобретение относится к щелевой трубе (39) и способу изготовления такой трубы. Гидравлическая машина и приводной мотор могут быть помещены в корпус, если в электромоторе между ротором и статором осуществляется разделение посредством трубчатой конструктивной части - так называемой щелевой трубы (39).

Горизонтальная многоступенчатая секционная центробежная насосная установка и способ сборки насосной установки // 2529979

Группа изобретений относится к насосным установкам для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления. Вал установки установлен в тороидальных роликовых подшипниках, закрепленных в консольных опорах с наружной стороны торцевых крышек.

Узел подшипника ротора // 2524593

Электрический погружной насос в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения содержит корпус, статор, установленный в корпусе, вал, установленный с возможностью вращения внутри корпуса, и подшипник ротора, содержащий карбидную втулку подшипника, прикрепленную к валу металлическим элементом.

Герметичный осевой электроприводной насосный агрегат // 2519298

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в насосах с электроприводом мокрого или полумокрого типа, в частности в авиадвигателестроении. Насосный электроприводной агрегат содержит статор электропривода, в торцевых крышках которого со стороны всасывания и нагнетания размещены входной направляющий и спрямляющий аппараты.

Интегрированный перекачивающий агрегат для транспортировки углеводородов по подводным и континентальным трубопроводам // 2613794

Изобретение относится к транспортировке углеводородного и другого сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. Интегрированный перекачивающий агрегат для транспортировки углеводородов по подводным и континентальным трубопроводам включает охранный кожух, электродвигатель, компрессор, магнитные подшипники, отсек, в котором расположены система управления электродвигателем, система управления магнитными подшипниками, преобразователь частоты и силовые элементы магнитных подшипников. Охранный кожух состоит из основной части кожуха и крышек кожуха, в основной части кожуха заложена обмотка статора электродвигателя, в крышки кожуха интегрированы статические части магнитных подшипников и статические части сухих газодинамических уплотнений, в ротор агрегата интегрирована короткозамкнутая обмотка, компрессор агрегата, вращающие части магнитных подшипников, и газодинамических уплотнений, вал компрессора, на котором размещены рабочие лопатки, закреплен в специальных кольцах с удерживающими входными лопатками, основная часть кожуха и крышки кожуха соединены посредством болтовых соединений. Изобретение направлено на повышение надежности агрегата. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.