一种智能水泵节能控制系统

技术领域

本发明涉及水泵控制系统领域，具体涉及一种智能水泵节能控制系统。

背景技术

现有技术中的变频器采用电压和频率同时调节的方式，而目前水泵控制领域中的管道压力、流量、扬程分别与电压和频率有对应的控制关系，如果采用现有技术中同时调节的方式不能满足现实需要，无法使整个系统达到最佳的运行状态。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术中电压和频率不能同时调节，以致不能满足现实需要的缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种智能水泵节能控制系统，包括：智能控制器、供电控制终端、水泵控制执行终端以及电能平衡总线；其中供电控制终端连接在供电网和电能平衡总线之间；水泵控制执行终端连接在电能平衡总线和水泵电机之间；智能控制器与供电控制终端和水泵控制执行终端均连接；其中水泵控制执行终端用于将三相电压、三相电流和频率进行分别调节。

优选地，水泵控制执行终端通过串联连接的调频器、电子调压器和电流控制器实现三相电压、三相电流和频率的分别调节。

优选地，供电控制终端包括调节变压器、整流调节器以及治理控制器，其中：调压变压器的第一绕组形成三角形连接接入供电网；第二绕组连接治理控制器，用于产生平衡电流以及谐波抑制电流，并感应至第一绕组；第三绕组感应产生的电能通过整流调节器为电能平衡总线供电。

优选地，整流调节器能够根据负载用电情况以及电网情况调节三相，使三相获取不同的电能以达到平衡系统的目的。

优选地，智能控制器用于获取水泵参数、水泵状态、电网参数、管路状态、阀门状态，根据供电系统和供水系统的变化对运算模型进行调整。

优选地，智能控制器还用于计算水泵运行所需电能，并输出至供电控制终端。

优选地，智能控制器还用于向水泵控制执行终端发送控制指令，水泵控制执行终端根据所述控制指令对三相电压、三相电流和频率进行分别调节。

优选地，本发明的系统还包括与水泵电机连接的水源温度控制终端；智能控制器还用于通过温度控制终端对进出水进行温度置换调节。

本发明的有益效果是：能够使三相电压、三相电流以及频率分别调节，能够适应多种场景需求，可以大大提高控制灵活度，使供水压力、流量、扬程均能得到更精准控制；能够根据负载用电情况和电网情况进行电能平衡调整，能够吸收水泵运转以及供电网中的无功功率以及谐波；能够获取水供电系统和供水系统的各项参数，并实时进行计算调整，以使系统达到最优、最节能的状态，达到节能、降低水泵故障、提高系统稳定性的目的。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一个实施例的系统结构图；

图2为本发明一个实施例的水泵控制执行终端结构图；

图3为本发明一个实施例的供电控制终端结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明包括一种智能水泵节能控制系统，如图1所示，包括：智能控制器ZC、供电控制终端PZ、水泵控制执行终端MZ以及电能平衡总线；其中供电控制终端PZ连接在供电网和电能平衡总线之间；水泵控制执行终端MZ连接在电能平衡总线和水泵电机之间；智能控制器ZC与供电控制终端PZ和水泵控制执行终端MZ均连接；其中水泵控制执行终端MZ用于将三相电压、三相电流和频率进行分别调节。电能平衡总线是在本发明中并行连接多个终端的、且用于平衡三相电能分配的直流总线。

图2示出了水泵控制执行终端MZ的一个实施例的结构图。水泵控制执行终端MZ通过串联连接的调频器、电子调压器和电流控制器实现三相电压、三相电流和频率的分别调节。

图3示出了供电控制终端PZ的一个实施例的结构图。供电控制终端PZ包括调节变压器、整流调节器以及治理控制器，其中：调压变压器的第一绕组S1形成三角形连接接入供电网；第二绕组S2连接治理控制器，用于产生平衡电流以及谐波抑制电流，并感应至第一绕组S1；第三绕组S3感应产生的电能通过整流调节器为电能平衡总线供电。整流调节器能够根据负载用电情况以及电网情况调节三相，使三相获取不同的电能以达到平衡系统的目的。

智能控制器ZC用于获取水泵参数、水泵状态、电网参数、管路状态、阀门状态，根据供电系统和供水系统的变化对运算模型进行调整。智能控制器ZC还用于计算水泵运行所需电能，并输出至供电控制终端。智能控制器ZC还用于向水泵控制执行终端发送控制指令，水泵控制执行终端根据所述控制指令对三相电压、三相电流和频率进行分别调节。本系统还可以包括水源温度控制终端；智能控制器ZC还用于通过温度控制终端对进出水进行温度置换调节。

本发明与现有技术的其他系统相比，最核心的区别在于：1、水泵执行终端MZ的电路结构与现有技术不同；具体而言，本发明的结构可以使得三相电压、三相电流以及频率可以分别调节，能够适应多种场景需求，可以大大提高控制灵活度，使供水压力、流量、扬程均能得到更精准控制；2、供电控制终端PZ的电路结构与现有技术不同；具体而言，供电控制终端能够根据负载用电情况和电网情况进行电能平衡调整，能够吸收水泵运转以及供电网中的无功功率以及谐波；3、增加了电能平衡总线，有助于进一步实现电能平衡。4、通过智能控制器ZC获取水供电系统和供水系统的各项参数，并实时进行计算调整，以使系统达到最佳状态。

<实施例>

本实施例的系统结构图如图1至图3所示。本实施例的系统能够采集各水泵系统运行数据，并通过智能控制器ZC快速准确的运算得出控制输出至各水泵控制执行终端MZ进行针对水泵工作的超频控制调节。其中水泵控制执行终端MZ由三相独立调频器与电子调压器及电流控制器组成，这样设置可以使三相电压、电流、频率能够分别控制调节，使控制更加精确，并且电能平衡总线通过调频器分别转成相应频率后通过电子调压器进行调压处理后输出至水泵，同时电子调压器内部连接的转换变压器内部漏抗与分布电容形成滤波电路可吸收调频产生谐波，保证对水泵的无谐波输出，保护水泵运行。本实施例区别于现有变频装置的电压、频率同时调节，根据供水压力、流量、扬程等供水数据及水泵电压、频率、电流、功率因数等电气数据通过运算分别对电流、电压、频率进行分别控制，做到调电压、超频率、降电流控制使水泵在满足供水需求的同时运行在最优、最节能的工作状态，达到节能、降低水泵故障、提高系统稳定性的目的。

智能控制器ZC能够对各水泵运行状态和供电网的相关参数进行监测，并能够将运算得出的控制输出至供电控制终端PZ。智能控制器ZC在保证从电网获取水泵运行所需电能的同时对所连接供电网进行综合电能质量治理控制，供电控制终端PZ由调节变压器及治理控制器、整流调节器组成，调压变压器的第一绕组形成三角形连接接入供电网；第二绕组连接治理控制器，用于产生平衡电流以及谐波抑制电流，并感应至第一绕组；第三绕组感应产生的电能通过整流调节器为电能平衡总线供电。整流调节器能够根据负载用电情况以及电网情况调节三相，使三相获取不同的电能以达到平衡系统的目的。水泵所需电量根据电网情况能够通过供电控制终端PZ从三相分别控制吸收再整合，由各水泵控制执行终端MZ分配给各水泵，同时吸收水泵运转及供电网中的无功功率及谐波。

智能控制器ZC能够对系统各部分进行温度监测，并控制输出至水源温度控制终端SZ通过对进出水的温度置换调节，置换出热量为设备进行冬季加温、置换出冷量为设备进行夏季降温；区别与现有加装暖气与空调的温度控制，置换供水中的温度能量在保证设备在可靠温度安全运行的同时节能、稳定。智能控制器ZC还能够根据设备长时间运行后水泵参数及状态、电网参数、管路及阀门状态等供电、供水系统的变化自动调整系统运算模型，区别于现有自动控制系统按固化嵌入程序始终按定制控制流程进行控制，在系统出现变化时及时改进运算模型使控制输出更适应实时系统情况、控制更加准确。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。