專利名稱：恒壓供水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供水設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種恒壓供水設(shè)備。
背景技術(shù)：
恒壓供水是指在供水網(wǎng)系用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供 水網(wǎng)系的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、 氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。這種方式運(yùn)行不穩(wěn)定，投資運(yùn)行費(fèi)用高。近年來(lái)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方 式，在供水系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用 水量及水壓變化通過(guò)微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求。與 傳統(tǒng)的恒壓供水方式比較，具有系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)有恒壓供水設(shè)備的技術(shù)中，通常采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)裝置，變頻 控制器為恒壓控制系統(tǒng)，變頻器遠(yuǎn)距離安放在控制柜內(nèi)。雖然該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)恒壓供水的 目的，但其還存在以下缺陷1、三相交流異步電動(dòng)機(jī)的效率和功率因素低，電機(jī)的高效率區(qū)域窄。水泵運(yùn)行在 小流量或大流量時(shí)，電機(jī)的效率更低，能源消耗更多。2、變頻控制器系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，變頻器為自保護(hù)需設(shè)置延時(shí)。當(dāng)用戶用水量瞬間 變化較大時(shí)，變頻器控制會(huì)出現(xiàn)在設(shè)定壓力附近反復(fù)振蕩的現(xiàn)象。變頻器控制需較長(zhǎng)時(shí)間 才能穩(wěn)定在設(shè)置的壓力點(diǎn)。這樣使水泵的輸出壓力波動(dòng)大、不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響供水的質(zhì)量。 尤其用戶配套使用燃?xì)鉄崴鲿r(shí)，水溫將會(huì)或冷或熱，甚至?xí)C傷用戶。3、三相交流異步電動(dòng)機(jī)與變頻控制器的過(guò)載能力差，工作環(huán)境、使用條件要求高， 三相交流異步電動(dòng)機(jī)與變頻控制器容易損壞。4、變頻恒壓供水系統(tǒng)安裝調(diào)試復(fù)雜，操作不方便。水泵與變頻控制器的距離遠(yuǎn)，水 泵運(yùn)行的反饋控制信號(hào)易受干擾。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)效率低，變頻控制器系 統(tǒng)響應(yīng)速度慢以及反饋控制信號(hào)易受干擾的缺陷，提供了一種恒壓供水設(shè)備，通過(guò)將水泵、 交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和伺服控制器集成一體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供水。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種恒壓供水設(shè)備，包 括一水泵、一壓力傳感器、一驅(qū)動(dòng)裝置和一控制裝置，其特點(diǎn)在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為一交流 永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)，所述控制裝置為一伺服控制器，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸 和所述水泵的軸相互連接，所述伺服控制器緊固安裝于所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的上 方，形成一體化結(jié)構(gòu)。較佳地，所述恒壓供水設(shè)備還包括一編碼器，所述編碼器設(shè)置于所述交流永磁同 步伺服電動(dòng)機(jī)的軸端。這樣可以實(shí)現(xiàn)編碼器與交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的一體化設(shè)置，能量轉(zhuǎn)換效率高于變頻器控制方式。較佳地，所述編碼器采用光電式編碼器或磁性式編碼器。編碼器可以監(jiān)測(cè)所述交 流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后將轉(zhuǎn)速參數(shù)傳送給所述伺服控制器。較佳地，所述壓力傳感器安裝于所述水泵上?？s短了所述壓力傳感器和所述水泵 之間的傳輸距離，從而減少不正常的干擾，控制系統(tǒng)工裝的可靠性得到了提高。較佳地，所述伺服控制器安裝于所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸向或側(cè)向。其 中軸向和側(cè)向?yàn)槌Ｒ?guī)的安裝方式，較便于實(shí)施和裝卸。較佳地，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸和所述水泵的軸通過(guò)一夾殼聯(lián)軸器夾 持聯(lián)接。夾殼聯(lián)軸器可以方便牢固地夾緊所述的軸，且裝卸很便捷。較佳地，所述伺服控制器上設(shè)有一輸入信號(hào)接口、一設(shè)定輸入接口和一通訊接口。較佳地，所述輸入信號(hào)接口與所述壓力傳感器連接。所述輸入信號(hào)接口用于連接所述壓力傳感器，接收水泵內(nèi)的工作壓力參數(shù)；所述 設(shè)定輸入接口用于輸入人為預(yù)先設(shè)定的壓力值，作為與實(shí)際壓力參數(shù)比較的值，從而保持 所述水泵正常工作所需的恒定壓力值。所述通訊接口可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制所述水泵的運(yùn)行 參數(shù)。通過(guò)以上的設(shè)置，所述伺服控制器可以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置水泵的壓力參數(shù)，或經(jīng)通信由中央控 制室集中控制，從而有效地實(shí)現(xiàn)恒壓狀態(tài)下的自動(dòng)控制供水。較佳地，所述水泵和所述支架、所述支架和所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)以及所 述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和所述伺服控制器之間均采用螺栓連接。螺栓為常用的緊固連 接方式，其能達(dá)到較好的緊固強(qiáng)度，起到穩(wěn)固效果。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于1、配置交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)效率高，高效率區(qū)域?qū)?。交流伺服控制器采用?碼器、同周期控制技術(shù)控制電機(jī)速度，能量轉(zhuǎn)換效率高于變頻器變頻控制方式。這樣使得整 個(gè)泵裝置效率高，可為用戶降低運(yùn)行成本，節(jié)約能源。2、交流伺服控制器響應(yīng)速度快、精度高，在用戶用水量瞬間變化較大時(shí)亦能瞬時(shí) 保持壓力的恒定?？蓾M足用戶對(duì)用水的高舒適度、高精確度的要求。3、交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力高，短時(shí)間內(nèi)可達(dá)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的 3倍以上。而且，伺服控制器可設(shè)置的保護(hù)功能多，使得電動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠、壽命長(zhǎng)。4、泵體上安裝壓力傳感器。傳感器、伺服控制器、電動(dòng)機(jī)緊靠在一起，減少了不正 常的信號(hào)干擾，控制系統(tǒng)工作可靠性高。5、泵、壓力傳感器、交流永磁伺服電動(dòng)機(jī)及伺服控制器一體化設(shè)計(jì)，可等同于普通 水泵，實(shí)現(xiàn)“即插即通”。水泵可自閉環(huán)控制，自動(dòng)保持恒壓供水。6、用戶不僅可以在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定調(diào)整泵的輸出壓力，也可以遠(yuǎn)距離中央集中控制泵的 運(yùn)行、運(yùn)行狀況的監(jiān)控及運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集。

圖1為本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的正視圖。圖2為本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的左視圖。圖3為本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的伺服控制系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。圖1為本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的正視圖。如圖1所示，本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備包括一水泵1、一交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī) 3和一伺服控制器4。水泵1的上方架設(shè)一支架2，將交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3采用螺栓緊固連接于支 架2上。交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的軸和水泵1的軸由一夾殼聯(lián)軸器5夾持聯(lián)接，從而 形成一體化結(jié)構(gòu)。由圖1可見(jiàn)，支架2為中空結(jié)構(gòu)，前部為一窗口，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的軸 和水泵1的軸在支架2的中空空間內(nèi)連接。夾殼聯(lián)軸器5在該空間內(nèi)夾持住所述軸，從而 將交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3和水泵1連為一體。該夾殼聯(lián)軸器5可以方便牢固地夾緊所 述的軸，且裝卸很便捷。伺服控制器4通過(guò)螺栓緊固安裝于交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的上方，其可以設(shè)置 在交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的軸向或側(cè)向。按常規(guī)設(shè)計(jì)方法，軸向和側(cè)向?yàn)槌Ｒ?guī)的安裝 方式，便于實(shí)施和裝卸。伺服控制器4上設(shè)有一輸入信號(hào)接頭41、一設(shè)定輸入接口 42和一通訊接口 43。輸入信號(hào)接頭41通過(guò)數(shù)據(jù)線連接所述壓力傳感器6，而該壓力傳感器6安裝于水 泵1上，這樣伺服控制器4就可以接收到水泵1內(nèi)的工作壓力參數(shù)。設(shè)定輸入接口 42用于輸入人為預(yù)先設(shè)定的壓力值，作為與實(shí)際壓力參數(shù)比較的 值，從而保持水泵1正常工作所需的恒定壓力值。通訊接口 43可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制水泵1的運(yùn)行參數(shù)。通過(guò)以上的設(shè)置，伺服控制器4可以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置水泵的壓力參數(shù)，或經(jīng)通信由中央 控制室集中控制，從而有效地實(shí)現(xiàn)恒壓狀態(tài)下的自動(dòng)控制供水。此外，泵1和支架2、支架2和交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3以及交流永磁同步伺服 電動(dòng)機(jī)3和伺服控制器4之間均采用螺栓連接。圖2為本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的左視圖。如圖2所示，在交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的軸端設(shè)置一編碼器8，其采用光電式 編碼器或磁性式編碼器。編碼器8可以監(jiān)測(cè)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速，然后將轉(zhuǎn) 速參數(shù)傳送給所述伺服控制器4，從而實(shí)現(xiàn)反饋信息的傳輸。由于，交流永磁同步伺服電動(dòng) 機(jī)3和伺服控制器4軸向連成一體，因此所述電動(dòng)機(jī)和控制器可共用一臺(tái)電機(jī)風(fēng)扇7進(jìn)行 冷卻。圖3本實(shí)用新型恒壓供水設(shè)備的伺服控制系統(tǒng)原理圖。如圖3所示，恒壓供水設(shè)備的原理為首先，由用戶將水泵1的自動(dòng)恒壓供水的壓 力設(shè)定值預(yù)先輸入到伺服控制器4。由水泵1上的壓力傳感器6將水泵1工作時(shí)的輸出壓 力參數(shù)輸入到伺服控制器4。然后，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速參數(shù)由編碼器8輸 入到伺服控制器4。接著，伺服控制器4將水泵1的工作壓力參數(shù)與壓力設(shè)定值進(jìn)行比較 計(jì)算，再輸出轉(zhuǎn)速指令給交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3，通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速改變水 泵1輸出的壓力值。改變后的壓力參數(shù)重新輸入到伺服控制器4，再重復(fù)以上的比較計(jì)算過(guò) 程，直到與壓力設(shè)定值一致為止。
5[0046]當(dāng)然，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件由稀土永磁體制造，定子線圈采用集中繞組工藝，可以大幅 度降低了電機(jī)運(yùn)行中的鐵耗和銅耗，消除了鋁耗。綜上所述，本實(shí)用新型的突出特點(diǎn)在于水泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的壓力參數(shù)由泵體上 的壓力傳感器采集傳輸給伺服控制器。交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)由編碼器采集 傳輸給伺服控制器。伺服控制器對(duì)比水泵的即時(shí)輸出壓力與水泵的設(shè)定壓力，閉環(huán)控制該 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化，從而保證泵輸出壓力的恒定。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修 改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種恒壓供水設(shè)備，包括一水泵、一壓力傳感器、一驅(qū)動(dòng)裝置和一控制裝置，其特征 在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為一用于接收控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)所述水泵的交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)， 所述控制裝置為一用于控制水泵的伺服控制器，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸和所述 水泵的軸相互連接，形成一體化結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述恒壓供水設(shè)備還包括一編碼 器，所述編碼器設(shè)置于所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸端。
3.如權(quán)利要求2所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述編碼器采用光電式編碼器或 磁性式編碼器。
4.如權(quán)利要求1所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述壓力傳感器安裝于所述水泵上。
5.如權(quán)利要求1所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述伺服控制器安裝于所述交流 永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸向或側(cè)向。
6.如權(quán)利要求1所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的 軸和所述水泵的軸通過(guò)一夾殼聯(lián)軸器夾持聯(lián)接。
7.如權(quán)利要求1所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述伺服控制器上設(shè)有一用于接 收水泵內(nèi)的工作壓力參數(shù)的輸入信號(hào)接口、一用于輸入人為預(yù)先設(shè)定的壓力值的設(shè)定輸入 接口和一可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制所述水泵的運(yùn)行參數(shù)的通訊接口。
8.如權(quán)利要求7所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述輸入信號(hào)接口與所述壓力傳 感器連接。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的恒壓供水設(shè)備，其特征在于，所述水泵和所述支架、 所述支架和所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)以及所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和所述伺服 控制器之間均采用螺栓連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種恒壓供水設(shè)備，包括一水泵、一壓力傳感器、一驅(qū)動(dòng)裝置和一控制裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置為一用于接收控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)所述水泵的交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)，所述控制裝置為一用于控制水泵的伺服控制器，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的軸和所述水泵的軸相互連接，形成一體化結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型將水泵、交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和伺服控制器集成一體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供水，該設(shè)備效率高、反應(yīng)速度快且避免了反饋控制信號(hào)受到干擾的情況，提高了泵的運(yùn)行精度。
文檔編號(hào)E03B7/07GK201874040SQ20102060780
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者忻元釗 申請(qǐng)人:上海凱泉泵業(yè)(集團(tuán))有限公司