[发明专利]一种消除水锤控制方法

说明书

本发明公开了一种消除水锤控制方法，包括如下步骤：(1)、接通电源，设定电泵压力，控制器启动电泵；(2)、变频变压模块输出信号给PWM输出功率模块；(3)、PWM输出功率模块输出电压控制电泵进行转速调节；(4)、通过采样模块采样脉冲注入前和脉冲注入后电泵的压力采样值并且传送给MCU处理器；(5)、MCU处理器设定比较值，然后MCU处理器判断脉冲注入前和脉冲注入后电泵的压力采样值的差值的绝对值与比较值的大小来对电泵进行相应的控制，本发明可以实现在不需要压力罐的情况下，既可以消除系统中的水锤，又降低了系统成本和后续维护成本，而且也解决了使用压力罐所带来的问题以及由于水质二次污染问题。

技术领域

本发明涉及电泵领域，具体涉及带控制器的电泵的智能控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高、变频技术日益成熟、成本不断下降以及节能效果的显现，目前采用变频恒压供水的也越来越多，不仅可以改善人们的用水需求和生活质量，还可以实现节能的效果。

一般配备变频器的电泵，采用变频控制器与压力罐、止回阀相配合进行电泵控制，实现消除水锤冲击和电泵关停等功能。目前市场上2.2kw以下小功率电泵，一般都采用压力罐与压力开关或压力变送器、流量开关和控制器，通过对电机的开停完成电泵控制和使用；配备变频器的电泵也是采用压力罐和压力开关或压力传感器、流量开关或流量传感器等来判断系统用户是否用水。为了防止电泵停机后，水泄漏，一般需要安装止回阀进行密封。

在运行压力较高时，由于止回阀弹簧的弹力，止回阀时常不会关闭，一般都是通过变频器和压力罐配合工作，使止回阀工作，使得止回阀密闭，水不会出现泄露，引起变频器的频繁启动。或者当设置的使用压力较高时，当用户不用水情况下，变频器的频率不确定，很难设置一个固定的判断频率来判断系统无用水，并进行关机；另外，由于系统中设置的压力也不同，不用水时的判断频率也不同，给用户设置带来很大困惑，经常出现设置不合理而引起工作异常等现象发生。

由于市场上电泵配备的大部分变频器，在用户不用水停机时，一般通过压力罐和止回阀一起工作来实现，由于压力罐漏气或进水后，经常会出现变频器无法停机现象。由于通过给压力罐补气的方式进行维修比较麻烦，一般都采用更换新的压力罐的方式进行维修。

如何解决以上相关问题，是一件十分有意义的事情，不但可以减小体积和节省产品成本，又可以减少电泵使用和维护的成本。更加便于变频节能技术的应用和推广。

为了对以上问题进行分析处理和改善，需要对水锤产生原因和压力罐工作机理等进行分析介绍。

1、水锤产生的原因

电泵采用异步电机直接驱动，当工作时，异步电机在全压起动时，从静止状态加速到额定转速所需时间极短。这就意味着在极短的时间里，电泵的流量从零猛增到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪音，就像锤子敲击管子一样，称为水锤效应。

一般在封闭的管道内，当水流在极短的时间内流速突然提高或降低，就会出现水锤现象，它通常由阀门、水龙头或电泵的突然关闭和停止引起。迅速的开关会造成水压的波动，波动已超压波的形式在管道中向上蔓延，在遇到其他用水元件或者管道弯头等阻碍后，超压波向下游发射回来逐渐消失。

从理论上来讲，质量为m的水在管道中以速度v流动，当阀门、水龙头或电泵的突然关闭和停止时，这部分水要在很短的时间内变为静止，也就是说其动能1/2m*v²和动量m*v都要变为0，动能转化成了噪音、管道震动和其他形式的能量，动量m*v＝F*t，F就是水锤冲击力，t为水从流动状态变为静止状态的时间，可以看出，t越小，水锤冲击力F越大。