[发明专利]一种喷灌泵与水涡轮联动调节的卷盘喷灌系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种喷灌泵与水涡轮联动调节的卷盘喷灌系统及控制方法，控制方法包括S1：将喷灌泵的流量—效率函数、不同转速下水涡轮的流量—效率函数、喷嘴的设定工作压力P₀、水涡轮的设定转速N₀均输入至控制器；S2：控制器根据第二流量传感器的信号调节第二电磁阀的开度，使得水涡轮的实际流量Q₂等于Q₀，控制器控制磁粉制动器，以使水涡轮的实际转速N₂等于设定转速N₀；S3：监测喷嘴的实际工作压力P₂，通过控制器调整电机的转速N₁，使得喷嘴的实际工作压力P₂等于P₀；S4：重复上述步骤，直至所述卷盘喷灌系统停止工作。本发明实现喷灌泵、水涡轮的联动调节，让整个喷灌系统始终处于较高的运行效率，减小系统能耗。

技术领域

本发明涉及节水灌溉技术领域，尤其一种喷灌泵与水涡轮联动调节的卷盘喷灌系统及控制方法。

背景技术

高效的农业灌溉是保证国家农业生产安全的重要支柱之一。传统的人工灌溉已无法满足国家粮食生产的需求，卷盘式喷灌机作为一种机动性强、自动化程度高、能够适应不同规模地块作业的集约化灌溉装备，极大缓解了现代化农业的灌溉需求。但是目前卷盘式喷灌机存在运行效率低、能耗高、控制系统简陋等问题，制约了卷盘式喷灌机的进一步发展。喷灌泵和水涡轮是卷盘式喷灌机系统里两大核心装置，也是能源消耗和产生能量损失的主要部件，喷灌泵和水涡轮的运行的平稳高效与否，直接影响到最终对农作物的灌溉效果的好坏。现有的卷盘式喷灌机系统喷灌泵和水涡轮运行工况之间缺少相互匹配和调整，导致喷灌系统整体运行效率较低，能耗高。

发明内容

针对现有卷盘式喷灌机运行效率低、能耗高等缺点，本发明提供了一种基于喷灌泵与水涡轮联动调节的高效喷灌控制方法，该控制方法在保证卷盘式喷灌机喷头工作压力的前提条件下，实现喷灌泵、水涡轮的联动调节，让整个喷灌系统始终处于较高的运行效率，减小系统能耗。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种喷灌泵与水涡轮联动调节的卷盘喷灌系统，包括喷灌泵、压力传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、水涡轮、磁粉制动器、卷盘、软管、喷嘴和控制器；

所述喷灌泵包括水泵和电机，所述水泵的进口通过第一总管路与取水池连通，所述水泵的出口与第二总管路的一端连通，所述第二总管路的另一端与第一分支管路和第二分支管路连通，所述第二分支管路与所述水涡轮的进水管路连通，所述第一分支管路与所述水涡轮的出水管汇合接入所述软管的一端，所述软管缠绕在所述卷盘，所述软管的另一端与所述喷嘴连通，所述水涡轮的转轴通过所述磁粉制动器与所述卷盘连接；

所述第一电磁阀安装于第一总管路上，所述第二电磁阀和所述第二流量传感器均安装于所述第一分支管路上，所述第一流量传感器安装于所述第二总管路上，所述第一转速传感器用于检测所述电机的转速，所述第二转速传感器用于检测所述水涡轮的转速；

所述电机、压力传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、第一电磁阀、第二电磁阀均与所述控制器连接。

一种卷盘喷灌系统的联动调节控制方法，包括：

S1：将所述喷灌泵的流量—效率函数、不同转速下所述水涡轮的流量—效率函数、所述喷嘴的设定工作压力P₀、所述水涡轮的设定转速N₀均输入至所述控制器；