НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ПРЯМОТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ Советский патент 1968 года по МПК F04D13/06 

Известны прямоточные системы водоснабжения, производительность насосов которых регулируется при помощи гидромуфт. Недостаток таких систем в том, что часть энергии расходуется муфтой и, кроме того, они не применимы при резко изменяющихся графиках водопотребления и колебаниях напряжения в сети.

Предлагаемая насосная установка прямоточного действия отличается от известных тем, что плавное регулирование скорости вращения насоса в зависимости от напора, количества потребляемой воды и отклонения питающего напряжения производится путем изменения величины тока на обмотках электродвигателя при помощи управляемых кремниевых вентилей, сигнал на которые поступает от датчиков напора, расхода воды и уровня напряжения.

Это повышает к. п. д. установки и обеспечивает требуемый режим работы системы водоснабжения.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемой установки, состоящая из силовой части и блока управления.

Для измерения скорости вращения применен тиристорный привод фазового регулирования. При регулировании скорости вращения посредством изменения величины напрял ения, подаваемого на статорную обмотку асинхронкого двигателя, наиболее целесообразно использовать двигатели с пологими характеристиками.

Силовая часть включает в себя три управляемых вентиля ДУх - ДУз и три неуправляемых Дх - Дз в цепи статора асинхронного двигателя. Вентили включены встречно-параллельно.

Блок управления содержит стабилизатор напряжения СН для питания цепей управления, трансформатор Тр для преобразования стабилизированного напряжения сети в стабилизированное напряжение 20 е; трансформатор Тр2 для преобразования напряжения сети в напряжение 20 в без стабилизации; трехфазный магнитный усилитель , выполненный по однополупериодной схеме с внутренней обратной связью, с пятью обмотками управления: WCM - смещения, - стабилизированного напряжения сети, W - напряжения сети без стабилизации, WQ - расхода, WH - напора; выпрямители Si и Во для преобразования переменного напряжения 20 в в постоянное; индукционный датчик расхода ИДР; индукционный датчик напора ИДИ; вентили Д4 - Дб для создания внутренней обратной связи магнитного усилителя; вентили Дт, Да для подачи на управляющие электроды тиристоров только положительного потенциала; сопротивления настройки балластные сопротивления Кв - , с которых снимаются управляющие импульсы; токоограничивающие сопротивления д - Rn, переключатель режимов УЯ с положениями «отключено, «ручное управление, «автоматическое управление.

Работает установка следующим образом.

Переключателем УП устанавливается режим работы. В положении переключателя «автоматическое управление насосная установка работает автоматически. При отсутствии потребления воды в системе водоснабжения датчик расхода ИДР обесточивает обмотку WQ . Так как насосная установка развивает при этом некоторое давление, могущее в любой момент обеспечить требуемое потребление воды, то датчик напора Р1ДН должен быть отрегулирован таким образом, чтобы суммарная намагничивающая сила обмоток Wn и IFc.M обеспечивала соответствующую скорость вращения электродвигателя насоса, которая создаст при Q О требуемое давление в сети водоснабжения, увелнчивая скорость вращения двигателя.

При увеличении скорости вращения электронасоса давление в сети водоснабжения возрастает. Датчик напора ИДИ увеличивает электрический сигнал, подаваемый в обмогку W , а следовательио, увеличивается намагничивающая сила, создаваемая этой обмоткой.

Так как намагничивающая сила обмотки Wji направлена встречно намагничивающей силе обмотки WQ , то скорость вращения электронасоса будет увеличиваться до тех пор, иока развиваемый насосом напор не обеспечит полностью потребления воды.

При сннжении расхода воды суммарная намагничивающая сила и W переменит направление. Момент насыщения МУ изменится в сторону уменьшения интервала проводнмости тиристоров. Напряжение, подводимое к статору двигателя, уменьплится, и двигатель будет вращаться медленнее.

Для работы установки по обеспечению ipeбуемой зависимости Н f(Q) схема настраивается сопротивлениями Ri и R. Таким образом, электронасос в каждый момент вре.мени будет развивать напор, обеспечивающий необходимое нотребление воды.

В случае некоторого износа лонаток рабочего колеса электронасоса необходнмый для обеспечения расхода напор будет создан при большей скорости вращения, так как статическое равновесие наступает при определенном давлении, а насос с изношенными лонатками разовьет это давление нри больших оборотах.

Для обеспечения нормальной работы насосной установки нри отклонении питающего напряжения от номинального значения, когда потребление в сети максимальное, обмоткой WCM задается такой режим работы магнитного усилителя МУ, чтобы нри U и„ тиристоры были открыты не полностью и электронасос обеспечивал Ямакс /(Рмакс) при работе электродвигателя на соответствующей регулировочной характеристике.

В этом случае обмотки и W. создают намагничивающие силы, одинаковые по величине, но противоположно направленные, т. е. их сумма равна нулю. При снижении нитающего напряжения намагничивающая сила обмотки WCH не изменится, а намагничивающая сила обмотки We уменьшится. Следовательно,

появится их суммарная составляющая, которая изменит момент насыщения МУ в сторону увеличения интервала проводимости тиристоров. Напряжение, подводимое к статору двигателя, увеличится, и двигатель, выйдя на другую характеристику, начнет вращаться быстрее, обеспечив тем самым требуемое значение Я и Q.

Количество витков и величины токов обмоток WCH и Wf. можно подобрать таким образом, что насосная установка будет обеспечивать нормальное водопотребление нри любых обусловленных в каждом конкретном случае значениях отклонения нанряження. Заложенный в настоящей схеме принцип плавного -регулирования производительности насосной установки нрямоточного действия, основанный на том, что схема реагирует на изменение напора, расхода, питающего напряжения, а также на некоторое уменьшение производительнести насоса, связанное с его частнчным няносом, автоматически обеспечивает требуемое водонотребление во всех режимах работы установки.

При полол-сении УП «ручное управление

(режим опробования схемы нри наладке) обесточивается обмотка W , а обмотка WQ нодключается к источнику питания, минуя датчик ИДР. Р1зменяя величину тока в обмотке WQ сопротивлением R, можно регулировать скорость вращення электронасоса.

При положении УП «отключено магннтный усилитель и его цени унравления отключаются от сети. Силовые вентили закрыты, и следовательно, напряжение на статоре двигателя равно нулю.

Предмет изобретения

Насосная установка прямоточного действия с автоматическим плавным регулированием производительности, содержащая насосы н систему аътоматики, отличающаяся тем, что,

с целью повышения к. п. д. и обеспечения требуемого режима работы системы водоснабжения, плавное регулирование скорости вращення насоса в зависимости от напора, количества потребляемой воды и отклонения питающего нанряжения производится путем изменения величины тока на обмотках 5лектродвигателя при помощи управляемых кремнневых вентилей, сигнал на которые поступает от датчиков напора, расхода и уровня напряжеfS

ИДР