[发明专利]一种基于PWM滤波的供水系统均流量电路

说明书

本发明提供一种基于PWM滤波的供水系统均流量电路，包括：变频恒压均流量控制单元、生成单元和逆变单元，无需通信总线即可实现泵组自主均输出流量控制，具有结构简单，稳定可靠；将模拟信号求差转化为数字PWM信号导通时间求差，具有很强的抗干扰能力；通过二极管D和异或门电路即可组成和PWM_max导通时间求差电路，该电路结构简单，稳定可靠，成本低廉；提供的并联变频供水控制系统具有结构简单、成本低、可靠性高，实用性强等特点，为水泵并联变频控制提供了一种新的方案。

技术领域

本发明涉及一种基于PWM滤波的供水系统均流量电路，特别适用于并联变频供水系统中对各台水泵供水流量均衡性要求较高的供水场合。

背景技术

目前，自来水厂及小区二次加压供水等场合的变频恒压供水系统通常将多台变频水泵并联起来使用，以增大其供水能力。常用的并联变频恒压供水系统主要实现恒压供水，确保供水压力符合要求。由于每台水泵及变频控制器存在一定差异，如果不对供水系统每台水泵进行均输出流量控制，其必然导致一部分水泵流量过大，而另外一部分水泵过小。极端情况下，水泵流量过大会导致水泵及其变频控制器处于严重超载，损坏设备。同样，流量过小亦即小流量情况下，水泵运行频率过低，导致水泵效率低下和水泵电机发热严重，同样会引起设备故障，降低供水系统可靠性低和寿命。

图1所示为目前常用的并联变频供水系统结构示意图，每个水泵进水口通过进水支管连接到总供水管，每个水泵出水口通过出水支管连接到总出水管供水给用户。每台水泵均配备一台变频恒压控制器用于供水压力控制。实际供水压力由安装于出水管上的压力传感器检测，并将压力信号反馈给每台变频恒压控制器。变频恒压控制器通过运行恒压控制算法，对各台水泵进行变频调速，从而达到恒压供水的目的。

但是，这样的并联变频恒压供水系统都会存在一个非常普遍的问题——即水泵输出流量不平衡问题。

由于水泵，变频器、进出水水管等存在不一致性问题，只对供水压力进行控制，并不能实现各台水泵输出流量均衡调节。采用并联供水方式，因其出水口扬程相同，等效管阻小的水泵流量偏大，导致输出功率负荷偏大。与此同时，等效管阻大的水泵流量偏小，导致输出功率负荷偏小。严重情况下，输出流量大的水泵及变频器处于超载工作，导致机械和电气故障几率增大，寿命减短；输出流量小的水泵及变频器工作频率过低，引起水泵的低频发热严重，效率低下，同样导致设备电气故障几率增大，寿命减短。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供了一种结构简单、水泵输出流量均衡效果好、运行稳定的供水系统均流量电路，可实现供水范围内泵组输出流量均衡分配。

本发明提供一种基于PWM滤波的供水系统均流量电路，其包括变频恒压均流量控制单元、生成单元和逆变单元，其中变频恒压均流量控制单元包括：

采样单元AD，实时采样供水系统的压力p_w(t)和电压信号Δv_i(t)；

PWM调制模块，将供水系统内的表征水泵输出流量的水泵运行频率f_i(t)调制成周期为T，导通时间为的PWM信号

同步触发信号单元，用于将信号同步；

6路PWM信号PWM₁～PWM₆，用于驱动逆变单元，

所述生成单元将表征第i台(1≤i≤n)水泵输出流量对应的PWM信号与表征最大输出流量水泵的流量对应的PWM信号PWM_max的偏差量进行滤波，得到表征流量偏差的信号Δv_i(t)。

所述生成单元包括：

最大导通时间PWM信号获取电路，获取导通时间最大的PWM信号PWM_max，其导通时间为