2018年4月控制工程Apr. 2018 第25卷第4期Control Engineering of China V ol.25, No.4
文章编号：1671-7848(2018)04-0570-07 DOI: 10.14107/https://www.doczj.com/doc/6a17132265.html,ki.kzgc.150628
基于水泵转速控制的流量装置供水系统研究
刘大伟，孙立军，曹宇虹，陈卓，张涛
(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)
摘要：针对水流量标准装置分析了流量稳定性影响因素，提出了基于水泵转速控制的供
水系统，研究了供水系统的控制策略，进行了多种工况的实验测试，在多家企/事业单位
的水流量装置上进行了应用。实验测试和实际应用数据表明，水泵转速控制供水的流量稳
定性与水塔供水的稳定性接近。在无水塔、无稳压容器的情况下，水泵转速控制供水的流
量稳定性可达到优于0.1 %的水平。为流量装置设计提供了一种新的，具有低成本、高稳
定性、宽流量范围、节能等优点的供水方式。
关键词：流量装置；流量稳定性；供水系统；水泵；转速控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A
Study on the Flow Facility’s Water Supply System Based on the Turn Speed
Control of the Pump
LIU Da-wei, SUN Li-jun, CAO Yu-hong, CHEN Zhuo, ZHANG Tao
(School of Electrical Engineering & Automation, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract: The factors impacting the flow stability are analyzed for the water flow standard facility. A water supply system based on turn speed control of the pump is put forward. The control strategy of the water supply system is investigated. Experimental tests are carried out in many different working conditions. The water supply system is applied in many enterprises’ water flow facilities. It is shown that, by the experimental test and practical application, the flow stability of the water supply system based on turn speed control of the pump is near that of the water tower. As there are not the water power and the pressure dumping tank, the flow stability of the water supply system based on turn speed control of the pump can reach a level better than 0.1 %. A new way of water supply with merits of low cost, high stability, wide flow rate range, and saving energy is offered for flow facility design.
Key words:Flow facility; flow stability; water supply system; pump; turn speed control
1 引言
流量稳定性是流量装置的一项重要性能指标。它会影响流量计测试结果的重复性，影响流量计瞬时流量测试结果的不确定度。流量稳定是允许流量装置用一段时间内的平均流量代替不断变化的瞬时流量的基础[1～2]。
目前，流量装置常用水塔、变频水泵结合稳压容器两种供水方式。水塔供水的流量稳定性通常优于0.1 %，但水塔造价高、水头高度有限[3～5]。变频水泵结合稳压容器供水的流量稳定性一般仅能达到0.2 %，与水塔相比仍有差距，但造价相对较低，水源压力可调[6]。
本文提出了一种新的基于水泵转速闭环控制的供水系统，在无水塔、无稳压容器的情况下，水泵转速控制供水的流量稳定性可达到优于0.1 %，与水塔供水接近。在单泵单控系统上验证成功后，进一步扩展到双泵双控，双泵单控的系统上，经验证流量稳定性同样可以控制在优于0.1 %的水平。
2 流量稳定性影响因素分析
2.1 水泵
水泵自身的输出稳定性直接影响装置的流量稳定性。水泵出水的稳定性受水泵机械结构、水泵电机转速稳定性影响。
① 水泵机械结构的影响在电机转速稳定的情况下，由水泵叶轮叶片产生的流量高频脉动对流量稳定性影响较小，一般装置的管路以及小型消气
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