本發(fā)明涉及一種用于潛水電泵起動的控制系統(tǒng)，特別是涉及一種用于監(jiān)測、提升潛水電泵起動性能的電控系統(tǒng)。

背景技術：

目前，市場上現(xiàn)有的普通用于潛水電泵起動方式分成兩大類：一類是直接起動。這種起動方式起動往往需要變壓器的容量大于潛水電泵額定容量的4倍，否則當線路上的電流超過變壓器允許的電流限值時，會引起變壓器的跳閘，不能順利起動。在潛水電泵的運行場合一般都難以滿足，特別是大功率的潛水電泵達到此要求更困難。

第二類是降壓起動，傳統(tǒng)的降壓起動方式分為三種：第一種是定子串電阻或電抗起動；第二種是自耦變壓器降壓起動；第三種是軟起動器降壓起動。

以上三種起動方式有共同的特點，即降低了潛水電泵受電端的電壓，因此均存在如下不足：潛水電泵配用電動機在起動過程中電壓的降落會引起其起動轉(zhuǎn)矩的大幅降低，由電動機的特性可知：電壓的一次方降落會引起電動機起動轉(zhuǎn)矩的二次方降低。潛水電泵典型起動性能曲線見圖1,其中：ist/in――額定電壓下潛水電泵起動電流倍數(shù)；ist’/in――降壓后潛水電泵起動電流倍數(shù)；tst/tn――額定電壓下潛水電泵起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；tst’/tn――降壓后潛水電泵起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；tp/tn――負載水泵阻力矩倍數(shù)；s――潛水電泵配用電動機的轉(zhuǎn)差率。

由圖1知道：當潛水電泵的起動性能曲線與負載水泵阻力矩曲線相交于a點時，即電動機的起動轉(zhuǎn)矩低于水泵的阻力矩時，電動機此時轉(zhuǎn)速會停留在此時，電動機發(fā)出“嗡嗡”的聲音，轉(zhuǎn)速不再上升，不能達額定轉(zhuǎn)速。此時電動機起動不起來，起動失敗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利的目的就是為了解決上述技術中的不足，而提供一種監(jiān)測、提升潛水電泵起動性能的電控系統(tǒng)2，此種電控系統(tǒng)2使?jié)撍姳?的起動性能得到了很大的提升，在不影響電網(wǎng)4運行品質(zhì)的同時，提高了潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩，保障潛水電泵1的順利起動，并且在起動過程完成后，合理的投切電容5到潛水電泵1的運行模式。提高了變壓器3的運行安全性和潛水電泵的起動可靠性。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種監(jiān)測、提升潛水電泵起動性能的電控系統(tǒng)：在潛水電泵1起動過程中，通過在潛水電泵1配用電動機的轉(zhuǎn)子上安裝電機轉(zhuǎn)速測速器，對其轉(zhuǎn)速的加速度進行監(jiān)測，當檢測到此值小于某一固定值時，即意味著潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩已接近負載阻力矩，預見潛水電泵1起動困難。根據(jù)潛水電泵1起動時的特性，其功率因數(shù)≤0.2，此時可近似認為潛水電泵配用的電動機為感性，于是在回路中投入匹配的電容6，形成一近似lc振蕩回路，同時須在順極性相位條件下投入電容6，保證電容6放電狀態(tài)，以提高潛水電泵1受電端的電壓，即提高該潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩，以克服負載水泵阻力矩，實現(xiàn)潛水電泵1的安全起動。在起動過程完成后，及時有效切換電容6，保證電網(wǎng)4運行安全。

上述電控系統(tǒng)中的測轉(zhuǎn)速變化裝置，采用磁電傳感器、測速發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)編碼器中任一種，安裝在配用電機的轉(zhuǎn)子上。

上述電控系統(tǒng)中匹配的電容6是按照電動機的起動性能，計算出電感，再合理計算與匹配的電容值，形成一近似lc振蕩回路。

上述電控系統(tǒng)中順極性相位是指在此近似lc振蕩回路中電容6放電的狀態(tài)。

上述電控系統(tǒng)中潛水電泵受電端是指潛水電泵的電纜出線端，即圖2中的b點。

上述電控系統(tǒng)由控制器10控制。

由以上的技術方案可知，本發(fā)明專利的有益效果：

電控系統(tǒng)提高了潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩，超過其負載阻力矩，提高了潛水電泵起動的可靠性。電控系統(tǒng)利用lc振蕩回路原理，在潛水電泵1起動轉(zhuǎn)矩不能克服負載水泵的阻力矩時，提升潛水電泵受電端b點的電壓，從而提高潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩，用來克服負載水泵的阻力矩，達到潛水電泵1安全可靠起動的效果。

附圖說明：

圖1為潛水電泵典型起動性能曲線和負載水泵阻力矩曲線；

圖2為本發(fā)明專利在電網(wǎng)中位置圖；

其中：1潛水電泵，2監(jiān)測、提升潛水電泵起動性能的電控系統(tǒng)，3變壓器，4供電電網(wǎng)，5投切電容控制器，6匹配電容，7軟啟動器，8綜合保護器，9電機轉(zhuǎn)速測速器，10控制器。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)廠家的條件作進一步調(diào)整，未說明的實施條件通常為常規(guī)實驗條件。

實施例

一種用于監(jiān)測、提升潛水電泵起動性能的電控系統(tǒng)，包括供電電網(wǎng)4，變壓器3，投切電容控制器5，匹配電容6，潛水電泵1，電機轉(zhuǎn)速測速器9，控制器10，所述控制器可計算出轉(zhuǎn)速加速度的微分量值dn/dt，當轉(zhuǎn)速加速度的微分量值小于定值c時，控制器啟動投切電容控制器，將匹配電容在順極性相位條件下投入回路中，當潛水電泵啟動完成后，控制器斷開投切電容控制器開關，所述定值c為電動機負載阻轉(zhuǎn)矩的值。

具體地，所述電控系統(tǒng)還包括軟啟動器7，綜合保護器8，所述軟啟動器設置于變壓器后，投切電容控制器前，所述綜合保護器設置于切電容控制器后，潛水電泵之前。

具體地，所述電機轉(zhuǎn)速測速器為磁電傳感器、測速發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)編碼器中的任一種，安裝部位為配用電機的轉(zhuǎn)子上。

具體地，所述控制器為dsp控制器。

工作原理：當潛水電泵1起動過程中，對其轉(zhuǎn)速加速度的微分量dn/dt進行監(jiān)測，當監(jiān)測到此量小于一定值c時，c為電動機負載阻轉(zhuǎn)矩的值，即dn/dt<c，表示此時潛水電泵1的轉(zhuǎn)矩已接近于負載水泵阻轉(zhuǎn)矩，起動已困難，在回路中順極性投入通過計算與此潛水電泵匹配的電容6，此時近似lc振蕩回路中的電流增大，潛水電泵1受電端b點電壓上升，根據(jù)潛水電泵1配用電動機的特性，受電端b點電壓線性上升，會使?jié)撍姳?起動轉(zhuǎn)矩二次方的上升，從而提高潛水電泵1的起動轉(zhuǎn)矩，以克服負載水泵阻力矩，同時可保證上級供電線路中的電流不增加，以保證供電變壓器3的安全運行，當潛水電泵啟動完成后，控制器斷開投切電容控制器開關。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及潛水電泵的起動過程控制，是在潛水電泵起動過程中，當潛水電泵的起動轉(zhuǎn)矩已接近負載阻力矩，潛水電泵的起動困難時，在回路中順極性投入匹配的電容，使之與起動狀態(tài)下的潛水電泵形成一近似LC振蕩回路，提高電動機受電端的電壓，以克服負載阻力矩，實現(xiàn)電動機的安全起動。本發(fā)明通過對傳統(tǒng)起動方式的改進，提升電動機的起動轉(zhuǎn)矩的同時，有效保障供變壓器的運行安全。

技術研發(fā)人員：胡薇;金雷;楊棟梁;葉衛(wèi)寧;宋天涯
受保護的技術使用者：合肥恒大江海泵業(yè)股份有限公司
技術研發(fā)日：2017.08.29
技術公布日：2017.11.07