專利名稱：單相交流變頻恒壓水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及單相交流變頻恒壓水泵，主要適用于對供水穩(wěn)定度要求較高的家庭、小型單元樓、小型酒店等場所的管道供水及供水控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
單相交流電源水泵以其構(gòu)造簡單、成本低、技術(shù)成熟度高等特點，在工業(yè)和民用有著極其廣泛的用途。近年來，隨著生活水平的提高，人們環(huán)保意識的增強，以及不斷加大的電力供給壓力，個人及社會都對各類電器的能耗提出更高的要求，以往主要依靠壓力開關(guān)來控制的自動單相水泵因其不節(jié)能和對管道沖擊大而越來越無法滿足用戶要求。單相節(jié)能恒壓水泵能夠達到以上目的，提高用戶用水的舒適性和延長管道的使用壽命，但目前市場上并未提供單相節(jié)能恒壓水泵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服已有技術(shù)存在的缺點，提供一種控制性能高，供水壓力穩(wěn)定性好，對管道沖擊小，并且節(jié)能的單相交流變頻恒壓水泵。本實用新型單相交流變頻恒壓水泵的技術(shù)方案是包括單相電機、水泵、壓力傳感器、流量傳感器和控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)由DSC、按鍵電路、整流電源電路、 顯示電路、信號隔離電路、功率輸出電路、過流保護電路和控制代碼所組成，所述按鍵電路及顯示電路、壓力傳感器、流量傳感器和信號隔離電路與DSC連接，電源與整流電源電路連接，整流電源電路與所有電路連接，水泵有進水口和出水口，壓力傳感器和流量傳感器安裝在出水口上。本實用新型公開了一種單相交流變頻恒壓水泵，主要包括單相電機帶動的水泵、 壓力傳感器、流量傳感器和控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)由DSC(數(shù)字信號控制器)、按鍵、整流電源電路、顯示電路、信號隔離電路、功率輸出電路、過流保護電路和控制代碼所組成，所述按鍵及顯示電路、壓力傳感器、流量傳感器和信號隔離電路與DSC連接，電源與整流電源電路連接，整流電源電路與所有電路連接(指整流電源電路與顯示電路、信號隔離電路、功率輸出電路、過流保護電路和DSC連接)。本產(chǎn)品具有以下優(yōu)點一、采用機電一體化結(jié)構(gòu)，使用戶免去了安裝的麻煩。二、比三相變頻恒壓水泵多用了一個流量傳感器，可更準確的判斷用戶的用水狀態(tài)，實現(xiàn)更可靠的控制。三、使用高性能帶DSP功能的DSC產(chǎn)生高精度的矢量脈寬信號。四、本實用新型可適用于所有單相水泵類型，不需要設(shè)定復雜的主副繞組匝數(shù)比。五、恒定壓力、無沖擊、無水錘效應(yīng)的供水可有效保護供水泵流內(nèi)的管道、閥門和用水設(shè)備。


[0011]圖1是本實用新型單相交流變頻恒壓水泵結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖2是本實用新型單相交流變頻恒壓水泵原理方框圖；[0013]圖3是按鍵電路、顯示電路和DSC控制電路示意圖；[0014]圖4是信號隔離電路、功率輸出電路、整流電源電路、過流保護電路示意圖[0015]圖5是LED顯示電路；[0016]圖6是DSC (數(shù)字信號控制器)電路；[0017]圖7是輸出驅(qū)動電路；[0018]圖8是信號隔離電路；[0019]圖9是功率輸出電路；[0020]圖10是整流電源電路；[0021]圖11是過流保護電路。
具體實施方式
本實用新型涉及一種單相交流變頻恒壓水泵，如圖1-圖11所示，包括單相電機1、 水泵2、壓力傳感器5、流量傳感器6和控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)由DSC、按鍵電路71、整流電源電路9、顯示電路7、信號隔離電路81、功率輸出電路82、過流保護電路83 和控制代碼所組成，所述按鍵電路71及顯示電路7、壓力傳感器5、流量傳感器6和信號隔離電路81與DSC連接，電源與整流電源電路9連接，整流電源電路與所有電路連接，水泵有進水口 3和出水口 4，壓力傳感器5和流量傳感器6安裝在出水口 4上。本實用新型單相交流變頻恒壓水泵，所述控制系統(tǒng)的顯示電路7中有數(shù)碼管U4顯示實時壓力和設(shè)定壓力，由按鍵電路71來設(shè)定需要控制的壓力，4位8段LED數(shù)碼管U4由第四集成塊IC4和第六集成塊IC6驅(qū)動，其信號輸入端口第四集成塊IC4的第14、11、12管腳連接至IJ DSC的第15、14、11管腳，由第51、第50、第52、第53、第54電阻R51、R50、R52、 R53、R54和第1、第2、第3按鍵Si、S2、S3組成的按鍵電路71連接到DSC的第6管腳。所述控制系統(tǒng)由含有DSP功能的DSC通過代碼產(chǎn)生的兩個P麗信號由PWMlL的第沈管腳和 PWM2L的第M管腳輸出，由第一集成塊ICl和第四集成塊IC4組成的信號隔離電路81隔離后連接到Al集成塊UlAl的第1管腳和B集成塊UlB的第3管腳非門(74HC04)；反相后由第2、第4管腳輸出，與第七集成塊IC7、第二集成塊IC2的第1、第2管腳交叉連接，第二集成塊IC2、第七集成塊IC7的第19、第12管腳分別驅(qū)動4個IGBT ；第1三極管、第2三極管、第3三極管、第4三極管Ql、Q2、Q3、Q4由第1三極管Ql的E極連接到電機的U端，由第3三極管Q3的E極連接到V端。所述第二集成塊、第七集成塊IC2、IC7的內(nèi)部放大器與第33、第34電阻R33、R34、第28電容C28、第18、第25、第27、第16、第22、第23電阻R18、 R25、R27、R16、R22、R23共同組成過流保護電路；第二集成塊IC2、第七集成塊IC7的保護輸出端第3管腳連接到隔離第三集成塊IC3的2腳，將信號隔離后由第三集成塊IC3的第4 管腳輸出連接到DSC的第16管腳，低電平時保護起動。所述流量傳感器6的一端連接到地端，另一端連接到DSC的第5管腳，壓力傳感器5的3個端口一個連接到5V電源，另一個連接到地端，再另一個連接到DSC的第4管腳。單相交流變頻恒壓水泵控制工作過程[0025]圖1中壓力傳感器5和流量傳感器6安裝在水泵2的出水口 4，用于采集壓力與流量信號，壓力傳感器5和流量傳感器6通過電線與控制系統(tǒng)線路板連接，將壓力與流量電信號傳入控制系統(tǒng)線路板，控制系統(tǒng)線路板和電源與水泵電機1連接。由圖2、圖3可見，壓力傳感器5和流量傳感器6將實時信號專遞到DSC (數(shù)字信號控制器)后，DSC通過特定的程序?qū)π盘栕龀龇磻?yīng)，這一反應(yīng)生成的2個脈寬調(diào)制信號，經(jīng)信號隔離電路81隔離后送到功率輸出電路82，功率輸出電路82將電壓信號放大成功率信號，合成變頻正弦電壓后用于驅(qū)動水泵電機1運轉(zhuǎn)。其控制原理為當用戶用水量加大時， 流量傳感器6和壓力傳感器5將這一變化感知后傳遞到DSC，DSC將提高輸出頻率，使水泵 2以更快的速度運轉(zhuǎn)，提高供水量以保持壓力恒定。當用戶用水量減少時，流量傳感器6和壓力傳感器5將這一變化傳遞給DSC，DSC將降低輸出頻率，使水泵2以低速運轉(zhuǎn)，減少供水量，使壓力保持恒定。當用戶不再用水時，流量傳感器和壓力傳感器將這一變化傳遞給DSC， DSC將關(guān)閉輸出頻率，停止水泵運轉(zhuǎn)。圖3(可分為圖5和圖6)為按鍵顯示電路和DSC部分原理圖，根據(jù)特定程序由 DSC(數(shù)字信號控制器)產(chǎn)生的顯示信號由DSC的第14、第15、第11管腳輸出，DSC的第14 管腳連接到第四集成塊IC4的第11管腳，DSC的第15管腳連接到第四集成塊IC4的第12 管腳，DSC的第11管腳連接到第四集成塊IC4的第14管腳。壓力傳感器的第1管腳連接到+5V，第2管腳連接到DSC的第4管腳，第3管腳連接到地端。流量傳感器6的第1管腳連接到DSC的第5管腳，第2管腳連接到地端，按鍵71信號連接到第6管腳，整流電源電路 9和電流信號分別連接到DSC的第2、3管腳，DSC的第26和第24管腳輸出一對PWM信號。圖4(可分為圖7、圖8、圖9、圖10和圖n)為信號隔離電路、功率輸出電路、整流電源電路、過流保護電路的電路原理圖，由DSC輸出一對PWM信號分別連接到光耦第一集成塊ICl和第四集成塊IC4的第2管腳，第1集成塊ICl和第四集成塊IC4將信號隔離后由第6管腳輸出，經(jīng)反相器U1A、UlB反相后交叉連接到第二集成塊IC2和第七集成塊IC7的第1、第2管腳，第二集成塊IC2和第七集成塊IC7為功率驅(qū)動IC，將PWM信號放大后驅(qū)動 IGBT、第1三極管Q1、第2三極管Q2、第3三極管Q3、第4三極管Q4。在第1三極管Ql和第3三極管Q3的E端形成正弦電壓，驅(qū)動水泵電機1運轉(zhuǎn)。在第4三極管Q4的E端連接有電流取樣第33電阻R33，將電流取樣后輸入第七集成塊IC7的第6管腳由其內(nèi)部放大器放大后輸入第七集成塊IC7的第9管腳，第9管腳內(nèi)部放大器連接成比較器，當電流過大時， 比較器由第3管腳輸出低電頻驅(qū)動光耦第三集成塊IC3，將過流信號隔離后輸入到DSC。本方案具有以下優(yōu)點1、采用機電一體化結(jié)構(gòu)，使用戶免去了安裝的麻煩。2、比三相變頻恒壓水泵多用了一個流量傳感器，可更準確的判斷用戶的用水狀態(tài)，實現(xiàn)更可靠的控制。3、使用高性能帶DSP功能的DSC產(chǎn)生高精度的矢量脈寬信號。4、本實用新型可適用于所有單相水泵類型，不需要設(shè)定復雜的主副繞組匝數(shù)比。5、恒定壓力、無沖擊、無水錘效應(yīng)的供水可有效保護供水泵流內(nèi)的管道、閥門和用水設(shè)備。
權(quán)利要求1.單相交流變頻恒壓水泵，包括單相電機(1)、水泵O)、壓力傳感器(5)、流量傳感器(6)和控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)由DSC、按鍵電路(71)、整流電源電路(9)、顯示電路(7)、信號隔離電路(81)、功率輸出電路(82)、過流保護電路(83)和控制代碼所組成，所述按鍵電路(71)及顯示電路(7)、壓力傳感器(5)、流量傳感器(6)和信號隔離電路 (81)與DSC連接，電源與整流電源電路(9)連接，整流電源電路與所有電路連接，水泵有進水口(3)和出水口 G)，壓力傳感器(5)和流量傳感器(6)安裝在出水口⑷上。
2.如權(quán)利要求1所述的單相交流變頻恒壓水泵，其特征在于所述控制系統(tǒng)的顯示電路(7)中有數(shù)碼管(U4)顯示實時壓力和設(shè)定壓力，由按鍵電路(71)來設(shè)定需要控制的壓力，4 位8段LED數(shù)碼管(U4)由第四集成塊(IC4)和第六集成塊(IC6)驅(qū)動，其信號輸入端口第四集成塊(IC4)的第14、11、12管腳連接到DSC的第15、14、11管腳，由第51、第50、第52、 第53、第54電阻(R51、R50、R52、R53、R54)和第1、第2、第3按鍵(S1、S2、S3)組成的按鍵電路(71)連接到DSC的第6管腳。
3.如權(quán)利要求1所述的單相交流變頻恒壓水泵，其特征在于所述控制系統(tǒng)由含有DSP 功能的DSC通過代碼產(chǎn)生的兩個PWM信號由PWMlL的第沈管腳和PWM2L的第M管腳輸出， 由第一集成塊(ICl)和第四集成塊(IC4)組成的信號隔離電路(81)隔離后連接到Al集成塊(UlAl)的第1管腳和B集成塊(UlB)的第3管腳非門(74HC04)；反相后由第2、4管腳輸出，與第七集成塊(IC7)、第二集成塊(IC2)的第1、2管腳交叉連接，第二集成塊(IC2)、 第七集成塊(IC7)的第19、12管腳分別驅(qū)動4個IGBT ；第1三極管、第2三極管、第3三極管、第4三極管0il、Q2、Q3、Q4)由第1三極管Oil)的E極連接到電機的U端，由第3三極管(Q3)的E極連接到V端。
4.如權(quán)利要求1所述的單相交流變頻恒壓水泵，其特征在于所述控制系統(tǒng)有第二集成塊、第七集成塊(IC2、IC7)的內(nèi)部放大器與第33、第34電阻(R33、R34)、第28電容(C28)、 第18、第25、第27、第16、第22、第23電阻(R18、R25、R27、R16、R22、R23)共同組成過流保護電路(83)；第二集成塊(IC2)、第七集成塊(IC7)的保護輸出端第3管腳連接到隔離第三集成塊(IC3)的第2管腳，將信號隔離后由第三集成塊(IC3)的第4管腳輸出連接到DSC 的第16管腳，低電平時保護起動。
5.如權(quán)利要求1所述的單相交流變頻恒壓水泵，其特征在于所述流量傳感器(6)的一端連接到地端，另一端連接到DSC的第5管腳，壓力傳感器(5)的3個端口一個連接到5V 電源，另一個連接到地端，再另一個連接到DSC的第4管腳。
專利摘要單相交流變頻恒壓水泵，包括單相電機、水泵、壓力傳感器、流量傳感器和控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)由DSC、按鍵電路、整流電源電路、顯示電路、信號隔離電路、功率輸出電路、過流保護電路和控制代碼所組成，所述按鍵電路及顯示電路、壓力傳感器、流量傳感器和信號隔離電路與DSC連接，電源與整流電源電路連接，整流電源電路與所有電路連接，水泵有進水口和出水口，壓力傳感器和流量傳感器安裝在出水口上。
文檔編號F04B49/06GK201953633SQ201020665760
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者趙軍彪 申請人:臺州神能電器有限公司