BR0112491B1 - aparelho de fornecimento de água. - Google Patents

Description

Descrição APARELHO DE FORNECIMENTO DE ÁGUA

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um aparelho de fornecimento de água que possui uma bomba operada em velocidades variáveis com um conversor de freqüência como um inversor e, mais particularmente, a um aparelho de fornecimento de água para converter a energia de saida de uma célula solar com um inversor e fornecimento de energia elétrica para uma bomba de motor disposta no fundo de um poço ou semelhante para bombear água.

Arte Antecedente

Um método de conversão de uma tensão de saida de uma célula solar com um inversor e fornecimento de energia convertida para um aparelho de bomba ou semelhante que permite a alimentação de água, irrigação e semelhante para ser executado mesmo em regiões nas quais a energia elétrica estável não pode ser facilmente fornecida, como regiões intramontanhosas e, assim, é altamente útil para tais regiões. Em tais regiões pode ser considerado que a água pode ser bombeada de um poço ou semelhante com o uso de uma bomba de motor ou semelhante. Contudo, a bomba de motor requer que o combustível seja fornecido a ela, o que é inconveniente. Especificamente, em um sistema que usa uma bomba de motor ou semelhante, se o fornecimento de combustível for interrompido, pode ser considerado que a alimentação de água também será interrompida. De modo contrário, um sistema que usa célula solar como uma fonte de energia não precisa que o combustível seja fornecido a ele, e é altamente conveniente porque a água pode ser bombeada enquanto a luz do sol for aplicada à célula solar.

Este tipo de aparelho de fornecimento de água consiste em uma célula solar para converter a luz solar em energia elétrica, um inversor para converter energia de corrente direta fornecida a partir da célula solar em energia de corrente alternada adequada para a operação de uma bomba, um motor para acionar um eixo giratório enquanto estiver sendo alimentado com eletricidade a partir do inversor, e uma bomba acionada pelo motor. Geralmente, uma bomba de motor para bombear água é disposta no fundo de um poço profundo, ou semelhante, para bombear água, e a água bombeada é armazenada em um tanque no chão. Tal bomba que utiliza uma célula solar é operada por energia elétrica produzida de acordo com a quantidade de radiação solar. Como a água bombeada é armazenada no tanque, a água pode ser usada conforme seja necessário.

Geralmente é usada uma bomba submersa como a bomba no sistema acima, um motor de indução trifásico geralmente é usado como o motor para acionar a bomba, e um inversor fornece energia de corrente alternada para o motor. A energia elétrica fornecida a partir da célula solar varia dependendo da quantidade de radiação solar e de condições operacionais da bomba do motor (por ex., tensão, corrente e freqüência). Portanto, um controle de monitoramento de energia elétrica máxima no qual a tensão, a corrente e a freqüência são controladas de modo a fornecer a energia elétrica máxima para a bomba ser executada para operar a bomba mais eficientemente.

O que é apresentado a seguir é requerido para tal aparelho de fornecimento de água utilizando uma célula solar. Primeiro, para utilizar a energia solar de forma eficiente, é necessário maximizar a eficiência de todo o sistema. Em seguida, visto que a bomba está disposta dentro de um poço, ou semelhante, a bomba precisa ser pequena e leve, forte e apresentar poucos problemas. A bomba deve ser capaz de ser facilmente manuseada, de modo que um operador que manuseie a bomba possa operá-la com facilidade. Além disso, é necessário proteger a bomba satisfatoriamente, por exemplo, para evitar que a bomba dispare devido à falta de água no poço, ou acionamento de um alarme antecipadamente e parada da bomba quando o problema é detectado, o que causaria danos à bomba.

Para aperfeiçoar a eficiência de uma bomba a motor, foi considerado que um motor sem escova DC de eficiência elevada deve ser usado como o motor na bomba a motor. 0 motor sem escova DC controla as correntes fornecidas a partir de um inversor para enrolamentos comutando-se as correntes de acordo com um ângulo de rotação de um eixo giratório. Especificamente, o motor sem escova DC fornece as correntes aos enrolamentos do motor seqüencialmente de acordo com o ângulo de rotação detectado do eixo giratório para girar o eixo giratório. Geralmente, o ângulo de rotação do eixo giratório é detectado com o uso de um ímã fixado a uma parte do eixo giratório e um sensor de posição como um elemento Hall para detectar a posição do imã. Assim, é necessário fornecer o sensor de posição para detectar o ângulo de rotação do eixo giratório, um circuito sensor com o sensor, fios sensores para transmitir o ângulo de rotação a partir do eixo giratório ao inversor e semelhante.

Contudo, visto que a bomba do motor está disposta no fundo de um poço ou semelhante, conforme foi descrito acima, um sistema usando um sensor como um elemento Hall não é adequado para uma bomba submersa instalada em um poço, devido ao número crescente de fios. Além disso, quando o número de partes, como um elemento sensor e um amplificador de sensor, aumenta, a possibilidade de problemas aumenta de acordo, resultando na necessidade de manutenção. Para não expor tais fios sensores ao exterior, os fios sensores e o inversor podem ser instalados em um compartimento do motor. Contudo, se o inversor estiver disposto no motor, o espaço que é requerido para o próprio motor e a estrutura da bomba do motor torna-se complicada. Dessa forma, o custo de manutenção aumenta muito.

Assim, tal aparelho de fornecimento de água requer um controlador para controlar o inicio e a parada da bomba do motor e a emissão de sinais para um dispositivo externo. Visto que um inversor geralmente inclui um controlador, é necessário separar o controlador e o inversor um do outro, o que é inconveniente. Além disso, há o receio de que a água possa entrar no motor e, se o inversor não for instalado em um bom ambiente, torna-se necessário puxar a bomba do poço para lidar com qualquer problema com o inversor. Assim, muitos problemas surgem em vista da manutenção. Portanto, quando a manutenção é levada em consideração, é desejável dispor uma parte do inversor no chão.

Divulgação da Invenção

A presente invenção foi desenvolvida devido às desvantagens anteriores, e portanto é objetivo da presente invenção fornecer um aparelho de fornecimento de água utilizando uma célula solar que apresente menos problemas, menos necessidade de manutenção e que possa ser operado estavelmente por um longo período.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de fornecimento de água que possa ser operado continuamente enquanto evita que sua bomba pare de funcionar.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido una aparelho de fornecimento de água utilizando uma célula solar que converte a energia de saída da célula solar com um inversor para acionar uma bomba do motor para bombear água, o aparelho de fornecimento de água caracterizado pelo fato de um motor sem escova DC não ter sensor para detectar a posição de um eixo giratório é usado como um motor para acionar a bomba. Visto que um motor sem escova que não tem sensor para detectar uma posição de um eixo giratório é usado como um motor para acionar a bomba, não são necessários excessivos fios sensores. Portanto, muito menos problema é causado na parte do sensor, e a bomba pode ser facilmente instalada.

Além disso, a estrutura do motor sem escova DC pode ser simplificada e menos problemas são causados no motor sem escova DC. Com o motor sem escova DC, uma eficiência elevada é obtida no motor, utilizando a energia solar de forma eficiente. Além disso, a bomba a motor pode ser girada a uma velocidade elevada com o controle inversor e dai, a bomba a motor pode ser feita em uma estrutura pequena. Portanto, a bomba pode facilmente ser instalada dentro de um espaço estreito como um poço e o aparelho de água pode facilmente ser construído.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de fornecimento de água com uma bomba e um conversor de freqüência para fornecer energia elétrica à bomba e controlar a velocidade de rotação da bomba, o aparelho de fornecimento de água consiste em: uma tabela de valor de corrente padrão na qual as freqüências de rotação da bomba e os valores de correntes padrão como critérios para interromper a operação nas freqüências de rotação são associadas uns aos outros; meio de detecção de freqüência de rotação para detectar a freqüência de rotação da bomba; meio de aquisição de valor de corrente padrão para adquirir um valor de corrente padrão correspondente à freqüência de rotação detectada pelos meio de detecção de freqüência de rotação com referência à tabela de valor de corrente padrão; meio de detecção de corrente para detectar um valor de corrente fornecido à bomba; e meio de comparação para comparar o valor de corrente detectado pelo meio de detecção de corrente com o valor de corrente padrão adquirido pelo meio de aquisição de valor de corrente padrão.

Neste caso, a bomba pode ser parada quando for julgado que o valor de corrente detectado pelo meio de detecção de corrente é menor do que o valor de corrente padrão. Além disso, a bomba pode ser parada após um certo período de tempo transcorrer.

De acordo com a presente invenção, visto que a interrupção da operação pode ser detectada durante a operação da bomba para parar a bomba, é possível evitar que a bomba seja danificada por superaquecimento devido à operação de interrupção.

Breve Descrição das Figuras

A Fig. 1 é uma visão explicativa de um aparelho de fornecimento de água que usa uma célula solar de acordo com uma representação da presente invenção;

A Fig. 2 é um gráfico de curvas para julgar a disparada de uma bomba a motor, o eixo horizontal representando uma freqüência de saída f, e o eixo vertical representando uma corrente de saída i;

A Fig. 3 é um diagrama de bloco mostrando um arranjo de um controlador mostrado na Fig. 1;

A Fig. 4 é um gráfico mostrando um exemplo de uma tabela de valor de corrente padrão armazenado no controlador mostrado na Fig. 3;

A Fig. 5 é um fluxograma mostrando as operações de um aparelho de fornecimento de água de acordo com uma representação da presente invenção; e

A Fig. 6 é um gráfico que mostra as alterações de aumento da temperatura de uma bomba quando a operação de interrupção é detectada em um aparelho de fornecimento de água de acordo com a presente invenção.

Melhor Maneira para Executar a Invenção Uma representação da presente invenção será descrita abaixo com referência aos desenhos anexos.

A Fig. 1 é uma visão esquemática que mostra um arranjo completo de um aparelho de fornecimento de água utilizando uma célula solar de acordo com a presente invenção. Uma célula solar 1 converte a energia solar em energia elétrica e aplica uma tensão de corrente direta de aproximadamente 100 V a aproximadamente 175 V a um inversor 2. O inversor 2 converte a energia de corrente direta fornecida a partir da célula solar 1 em energia de corrente alternada com modulação de largura de pulso e fornece energia de corrente alternada a uma bomba a motor 3. A bomba a motor 3 consiste em uma bomba acionada por um motor sem escova DC sem sensores. Além disso, o inversor 2 possui um controlador com uma função para operar o motor sem qualquer sensor, uma função para monitorar o controle de pontos de energia elétrica máxima, uma função de configuração automática, uma função de proteção elétrica, uma função para evitar que a bomba dispare, e semelhante.

A bomba a motor 3 consiste em uma bomba a motor submersa na qual uma bomba e um motor encamisado são integralmente combinados um com o outro. A bomba a motor 3 bombeia a água em um poço 6 através de um tubo de descarga 4 até um tanque de armazenamento de água 5 disposto no chão. A água armazenada no tanque de armazenamento é fornecida através de um tubo 8 às regiões desejadas abrindo uma válvula 7. O inversor 2 fornece uma freqüência operacional de no máximo 240 Hz à bomba a motor 3, cuja freqüência operacional é consideravelmente mais elevada do que uma freqüência de 50 Hz ou 60 Hz conforme é usado em um fornecimento de energia comercial. Assim, a velocidade de rotação da bomba a motor é elevada, e as dimensões da própria bomba a motor podem ser reduzidas. Um sistema que usa uma célula solar requer essencialmente um inversor como uma fonte de energia para fornecer necessariamente a corrente direta. Portanto, um inversor usado como uma fonte de energia para emitir a energia de corrente alternada pode ser usado para aumentar a velocidade operacional de uma bomba e, portanto, a bomba pode ser pequena no tamanho de modo que seja adequada à colocação da bomba em um poço estreito. 0 motor sem escova DC foi projetado para ser operado a uma tensão classificada de aproximadamente 80 V de modo que corresponda à saída a partir da célula solar.

O controlador 10 disposto dentro do inversor 2 possui um programa para acionar o motor sem escova DC que não possui sensor independente como um sensor de elemento Hall. Especificamente, neste motor, uma corrente para ser fornecida aos enrolamentos trifásicos do motor é comutada de acordo com o sincronismo da rotação do eixo giratório. Os sinais de sincronismos não são detectados com um sensor externo como um sensor de elemento Hall, mas são detectados calculando-se o ângulo de rotação do eixo giratório com base nos estados das forças contra-eletromotrizes produzidas nos próprios enrolamentos do motor. Mais especificamente, no processo de controle no qual os próprios enrolamentos de motor são usados para detectar o ângulo de rotação do eixo giratório, o ângulo de rotação do eixo giratório é detectado com base na correlação entre as tensões a serem aplicadas nos enrolamentos do motor e nas forças contra-eletromotrizes. O inversor 2 pode ter um sensor aí para detectar as forças contra-eletromotrizes. O motor sem escova DC que não usa nenhum sensor independente não requer nenhum sensor como o sensor do elemento Hall, nenhum circuito sensor para amplificar uma saída do sensor e nenhum fio sensor para transmitir uma saída do circuito sensor ao inversor. O fato de que tal fio não é necessário é consideravelmente favorável para uma bomba submersa em um poço, que é instalada em um poço estreito e requer mais mão-de-obra para manutenção.

Para calcular e detectar o ângulo de rotação do eixo giratório, é necessário obter os parâmetros operacionais como a resistência da fiação que vai até os enrolamentos do motor. Os parâmetros operacionais, como a resistência da fiação, não podem ser medidos durante a operação da bomba. No processo de controle convencional no qual os enrolamentos do motor são usados para detectar uma posição do eixo giratório, um ponto de ajuste é inserido de acordo com o comprimento da fiação quando o motor é instalado, ou uma função para medir automaticamente a resistência é fornecida de modo que o inversor obtenha automaticamente a resistência medida quando um usuário pressiona um botão imediatamente antes da operação. Um aparelho de fornecimento de água que usa uma célula solar é mais provável que seja operado enquanto esteja só, e é sempre desligado à noite. Quando a radiação solar é insuficiente devido ao sol estar oculto pelas nuvens, o aparelho de fornecimento de água é desligado. Dessa forma, é impossível configurar artificialmente os parâmetros operacionais todas as vezes que o aparelho de fornecimento de água é desligado. Com o aparelho de fornecimento de água de acordo com a presente invenção, o controlador 10 no inversor possui um programa para configurar os parâmetros automaticamente todas as vezes, antes de a bomba 3 ser iniciada. Assim, o programa é automaticamente executado quando a bomba é iniciada, e o aparelho de fornecimento de água não causa nenhum problema durante o funcionamento sozinho. Além disso, não é necessário que haja um usuário no aparelho de fornecimento de água prestando atenção às configurações, e as condições de operação são automaticamente definidas para serem otimizadas. Se a bomba a motor 3 for iniciada em um estado tal que a energia elétrica não seja fornecida suficientemente da célula solar para a bomba a motor, então a bomba pode executar uma operação de movimento lento na qual a bomba pára o impulso que ela inicia e inicia o impulso que ela pára. Além disso, em relação à parada da bomba a motor 3, pode ser causado um problema a não ser que a bomba a motor 3 seja parada em um estado em que a energia fornecida tenha uma reserva até certo ponto. Se a energia fornecida for reduzida, então a freqüência operacional da bomba é reduzida, e uma pressão suficiente não pode ser mantida. Como resultado, embora a bomba seja operada, uma quantidade suficiente de água não pode ser bombeada para o tanque de armazenamento 5. Portanto, as condições para iniciar e parar a bomba são predeterminadas como segue. Especificamente, uma tensão de entrada de circuito aberto do inversor 2 é monitorada, e a bomba é iniciada quando a tensão de entrada de circuito aberto não se torna inferior a um valor predeterminado (por ex., 115 V) e é parada quando a tensão de entrada V aplicada ao inversor não é superior a um valor predeterminado (por ex., 90 V). De forma alternativa, a bomba pode ser parada quando a freq6uência não for mais do que um valor predeterminado. Um timer para parar a bomba pode ser definido em um intervalo de 0 a 60 segundos. Dessa maneira, após o sol se nascer de manhã, a bomba será iniciada quando a célula solar puder gerar uma energia elétrica igual ou superior ao valor predeterminado. Quando a energia elétrica gerada pela célula solar for reduzida a um valor predeterminado ou menos pela sombra ou pôr-do-sol, a bomba será parada. É desejável que a tensão para iniciar a operação, a tensão para parar a operação, a freqüência para parar a operação e equivalente, possam ser definidas adequadamente para o valor desejado. Se a bomba for operada de modo que o nível de água do poço não seja suficientemente alto e a bomba não seja submergida na água, a bomba dispara problematicamente e queima. Portanto, é desejável emitir um alarme ou parar diretamente a bomba antes de ela queimar. Por exemplo, um sensor de nível de água pode ser fornecido no poço e a bomba pode ser parada quando o sensor detectar a falta de água. Contudo um sensor fornecido em um poço estreito, além da bomba, requer um trabalho difícil e causas problemas de manutenção. Portanto, é desejável que a operação de disparo da bomba seja detectada sem um sensor de nível de água.

Geralmente, quando uma bomba dispara, a carga é extraordinariamente reduzida porque a bomba não funciona para bombear a água. Portanto, se a corrente de operação da bomba for detectada, e uma corrente de carga mínima (corrente de desligamento) for predeterminada e armazenada no controlador do inversor, então pode ser considerado que a bomba dispara quando a corrente de operação é inferior ao valor predeterminado. Contudo, em um sistema em que a freqüência operacional da bomba varia monitorando-se os pontos de energia elétrica máxima, é difícil determinar uma corrente de carga mínima simples, e dessa forma é difícil detectar a falta de água somente com base na corrente elétrica. De acordo com a presente invenção, a os valores de corrente de configuração para avaliar a falta da água são predeterminados para cada uma das freqüências da operação. A freqüência de operação é primeiro detectada, em seguida, o valor de corrente de configuração é lido com base na freqüência operacional, e o valor de corrente de configuração é comparado a um valor de corrente presente real para considerar a falta de água. Assim, mesmo que a freqüência operacional varie, a falta de água pode ser avaliada adequadamente para prevenir a queima acidental da bomba. O motor sem escova DC possui uma relação entre as freqüências de saída e as correntes de saída conforme é mostrado na Fig. 2, e as curvas mostradas na Fig. 2 são curvas substancialmente quádricas. Portanto, a fórmulas dessas curvas podem ser armazenadas ou um número finito de freqüências e de correntes correspondentes pode ser armazenado enquanto são associadas umas às outros. Neste caso, quando um valor de uma freqüência detectada estiver distintamente entre os valores armazenados, é desejável corrigir o valor com o uso de uma aproximação linear ou equivalente. Especificamente, as curvas para avaliar o disparo da bomba são expressas por: ih = g(f)

As curvas representam as características de carga no momento da carga mínima (estado sem carga). Com base nessas curvas, a corrente de saída mínima i que corresponde à freqüência f é calculada. Quando um valor de corrente real que é medido for igual ou superior a um ih de corrente para avaliar o disparo da bomba todas as vezes, a bomba será parada, um alarme indicando a falta de água será emitido e uma lâmpada de LED se acenderá. As condições de restauração incluem a restauração por um botão, o desligamento do fornecimento de energia, o reinicio da bomba após as condições de parada terem sido atendidas e espera de 30 minutos após o alarme ter sido parado.

É provável que este sistema de bombeamento que usa uma célula solar seja instalado em um local onde a manutenção e a inspeção não possam ser suficientemente executadas. A falta de água pode ser aperfeiçoada de acordo com o passar do tempo. Se a bomba retornar automaticamente ao status normal, será possível evitar o mal funcionamento causado pelo fato de a água não poder ser bombeada devido à parada da bomba por um longo período. Mesmo que a bomba pare por detecção de anormalidade e um alarme seja emitido, o controlador no inversor libera automaticamente o alarme e reinicia a bomba após certo periodo de aproximadamente 30 transcorridos. Quando o inversor for desligado por sombra temporária, a bomba também será restaurada conforme foi descrito acima.

Embora uma célula solar seja usada como uma fonte de energia na representação descrita acima, a geração de energia de enrolamento ou equivalente também pode ser usada como uma fonte de energia. De forma alternativa, a bomba pode ser conectada a uma fonte de energia como uma bateria em vez da célula solar. Assim, várias alterações e modificações podem ser feitas na presente invenção sem desviar do escopo principal.

Conforme foi descrito acima, de acordo com a presente invenção, com um motor sem escova DC, a eficiência de todo o sistema pode ser aperfeiçoada, e a energia solar pode ser usada de forma eficiente. Além disso, como a bomba é operada a uma velocidade maior com o inversor, a bomba pode ser pequena e leve e pode ser facilmente ajustada em um poço estreito, de modo que o sistema possa ser fácil de usar. Como o ângulo de rotação do motor sem escova DC é detectado sem qualquer sensor externo como os sensores de elemento Hall, não é necessário fornecer nenhum sensor e fio ao redor da bomba a motor, de modo que a bomba possa facilmente ser instalada em um poço estreito e possa ser facilmente mantida.

Como os parâmetros operacionais, que incluem a resistência de fiação de um cabo do motor sem escova DC, são automaticamente configurados quando a bomba é iniciada, a bomba a motor pode ser regulada automaticamente com base nos parâmetros operacionais, eliminando problemas na configuração dos parâmetros operacionais e problemas causados pelo esquecimento da configuração dos parâmetros operacionais. Além disso, como os valores de corrente de configuração para detectar o disparo da bomba são predeterminados por todas as velocidades de rotação da bomba em funcionamento no controlador do inversor e são comparados aos valores de corrente reais, é possível detectar a operação de disparo da bomba devido à falta de água no poço, impedindo a queima da bomba. Como o inversor possui um programa para retornar automaticamente ao status normal após a bomba ter sido parada em um estado anormal com um alarme sendo emitido, evita-se que a bomba permaneça parada.

A Fig. 3 é um diagrama de bloco explicativo de prevenção da operação de desligamento em um aparelho de fornecimento de água de acordo com a presente invenção.

Geralmente, quando uma bomba executa a operação de desligamento, a carga é extraordinariamente reduzida porque a bomba não funciona para bombear a água. Portanto, se uma corrente de carga mínima (corrente de desligamento) for predeterminada, pode ser considerado que a bomba executa a operação de desligamento quando a corrente operacional for menor que o valor predeterminado. Como o valor da corrente de desligamento varia de acordo com a velocidade de rotação (freqüência operacional) da bomba, os valores de corrente da bomba devem ser predeterminados para todas as velocidades de rotação. Na presente representação, um dispositivo de armazenamento (não mostrado) fornecido no controlador 10 possui uma tabela de valor de corrente padrão 20 armazenada associando as freqüências operacionais da bomba e os valores de corrente padrão (correntes de desligamento) como critérios para a operação de desligamento nas freqüências correspondentes umas com as outras. Por exemplo, conforme é mostrado na Fig. 4, as combinações de freqüências operacionais da bomba e os valores de corrente padrão em cinco pontos (A,B,C,D e E) são preparadas e é usada uma tabela de valor de corrente padrão em que as linhas ou equivalentes são interpoladas entre os respectivos pontos.

Conforme é mostrado na Fig. 3, o controlador 10 consiste em um detector de freqüência 21 para detectar a freqüência de uma corrente secundária do inversor 2, ou seja, uma freqüência operacional da bomba, um valor de corrente padrão que adquire a unidade 22 para adquirir um valor de corrente padrão que corresponda à freqüência detectada pelo detector de freqüência 21 com referência à tabela de valor de corrente padrão 20, um detector de corrente 23 para detectar um valor de corrente de uma corrente secundária do inversor 2, ou seja, um valor de corrente do motor na bomba 3, e um comparador 24 para comparar um valor de corrente detectado pelo detector de corrente 23 e o valor de corrente padrão adquirido pela unidade de aquisição do valor de corrente padrão 22. Além disso um primeiro tempo de restauração como um periodo de tempo até que a bomba seja parada no caso de operação de desligamento, e um segundo tempo de restauração como um periodo de tempo desde o momento quando a bomba é parada até o momento em que é reiniciada são pré-armazenados no dispositivo de armazenamento do controlador 10. O primeiro tempo de restauração deve ser menor que o periodo de tempo no qual a bomba é danificada pelo superaquecimento devido à operação de desligamento. Como o grau de superaquecimento devido à operação de desligamento se torna mais alto à medida que a velocidade de rotação da bomba aumenta, o primeiro tempo de restauração pode ser definido para cada velocidade de rotação de modo que o primeiro tempo de restauração seja menor quando a velocidade de rotação for maior, por exemplo. Por outro lado, o segundo tempo de restauração deve ser longo o suficiente para esfriar a bomba superaquecida até certo ponto. A seguir, a operação do aparelho de fornecimento de água de acordo com a presente invenção será descrita. A Fig. 5 é um f luxograma que mostra uma operação para prevenir a operação de desligamento do aparelho de fornecimento de água.

Enquanto o aparelho de fornecimento de água é operado a freqüência da corrente secundária do inversor 2 é detectada pelo detector de freqüência 21 no controlador 10 (Etapa 1) . A unidade de aquisição do valor de corrente padrão 22 se refere à tabela de valor de corrente padrão 20 para adquirir um valor de corrente padrão que corresponda à freqüência detectada (Etapa 2).

Em seguida, a corrente do motor na bomba 3 é detectada pelo detector de corrente 23 (Etapa 3) , e a corrente detectada é comparada ao valor de corrente padrão no comparador 24 (Etapa 4) . Quando o valor de corrente do motor for menor que o valor de corrente padrão, e o estado no qual o valor de corrente do motor for menor do que o valor de corrente padrão que é mantido por um período mais longo do que o primeiro tempo de restauração, é considerado que a bomba esteja em uma operação de desligamento e a bomba esteja parada (Etapa 5) . Neste caso, o alarme pode ser exibido ligando uma lâmpada de LED ou equivalente, por exemplo. Assim, de acordo com a presente invenção, visto que a operação de desligamento da bomba pode ser detectada para parar a bomba, isso evita que a bomba seja danificada por superaquecimento devido à operação de desligamento.

A operação de desligamento ocorre no caso de extrema radiação solar. Como a radiação solar muda periodicamente, espera-se que uma quantidade suficiente de radiação solar possa ser obtida de tempos em tempos. Além disso a manutenção e a inspeção são difíceis de ser executadas em fazendas que requeiram um aparelho de fornecimento de água que use uma célula solar, e um aparelho livre de manutenção é necessário para essas fazendas.

Na presente representação, a bomba retorna automaticamente ao status normal após a bomba ser parada conforme foi descrito acima. Na presente representação, a bomba é parada quando a operação de desligamento é detectada, e após o segundo tempo de restauração ser transcorrido, a bomba retorna automaticamente ao status normal e é restaurado (Etapa 6). Dessa forma, visto que a bomba retorna automaticamente ao status normal, um aparelho livre de manutenção pode ser obtido. Portanto, o aparelho de fornecimento de água não causa nenhum problema em uma operação sem supervisão, e o armazenamento de água insuficiente é evitado que seja causado pela parada de longo período da bomba.

A Fig. 6 é um gráfico que mostra as alterações de aumento da temperatura da bomba quando a operação de desligamento é detectada conforme foi descrito acima. No exemplo mostrado na Fig. 6, o primeiro período de restauração é definido para 2 minutos e 30 segundos, e o segundo tempo de restauração é definido em 5 minutos. Conforme é mostrado na Fig. 6, a bomba pára após o primeiro tempo de restauração, e a temperatura da bomba vai diminuindo. Em seguida, a bomba é reiniciada após o segundo tempo de restauração, e a temperatura da bomba aumenta. Se a operação de desligamento continuar, a operação acima será repetida para aumentar e diminuir a temperatura da bomba, mas a temperatura da bomba não se torna maior do que o valor predeterminado. Assim, ao configurar o primeiro tempo de restauração e o segundo tempo de restauração, evita-se que a bomba seja superaquecida a uma temperatura igual ou superior ao valor predeterminado.

Enquanto a presente invenção tiver sido descrita com referência a uma representação, muitas modificações e variações podem ter sido feitas na presente invenção sem desviar do espirito e do escopo.

Conforme foi descrito acima, como a operação de desligamento pode ser detectada durante a operação na bomba para parar a bomba, é possível evitar que a bomba seja danificada por superaquecimento devido à operação de desligamento.

Além disso, como o aparelho de fornecimento de água pode realizar operação livre de manutenção, o aparelho de fornecimento de água não causa nenhum problema em uma operação sem supervisão, e é evitado que seja feito o armazenamento insuficiente de água devido à parada da bomba por longo período.

Aplicabilidade Industrial

A presente invenção se refere a um aparelho de fornecimento de água com uma bomba operada em velocidades variáveis com um conversor de freqüência como um inversor. Particularmente, a presente invenção é adequada para uso em um aparelho de fornecimento de água para converter a energia de saída de uma célula solar com um inversor e fornecer a energia elétrica a uma bomba a motor exposta no fundo de um poço ou equivalente para bombear a água. A presente invenção permite que a alimentação de água, irrigação, ou semelhante, sejam executadas mesmo em regiões onde a energia elétrica estável não pode ser substituída, como regiões intramontanhosas, e portanto é altamente útil para tais regiões. A presente invenção pode ser industrialmente empregada como um aparelho de fornecimento de água para tais propósitos.

Claims (9)

1. Um aparelho de fornecimento de água que converte a energia de saida de uma célula solar com um inversor para acionar uma bomba a motor para bombear água, o aparelho de fornecimento de água mencionado, caracterizado por: um motor sem escova DC, que não possui sensor para detectar a posição de um eixo giratório e é usado como um motor para acionar a bomba mencionada, consistir o aparelho em meio para medir um parâmetro operacional que inclui a resistência da fiação a partir do inversor mencionado até o motor, e meio para configurar automaticamente o parâmetro operacional medido.

2. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: o inversor mencionado possuir meio para detectar operação de disparo na bomba mencionada com base nos valores de corrente de configuração para cada freqüência operacional.

3. Um aparelho de fornecimento de água caracterizado por: consistir de: uma célula solar; um inversor para converter uma saida de corrente direta da célula solar para uma saida de corrente alternada; um acionamento de bomba em resposta à uma saida do inversor mencionado por um motor sem escova DC, sem sensor; um tanque de armazenamento de água para armazenar água temporariamente que é bombeada pela bomba citada; e um controlador para controlar a operação da bomba mencionada; que possui uma condição de inicio e uma condição de parada da dita bomba, e a opera automaticamente com base nas condições citadas.

4. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por: o inversor e o controlador mencionados estarem dispostos no chão, o motor e a bomba são dispostos dentro de um poço e o inversor e a bomba serem conectados um ao outro somente por ligação de cabo para fornecer energia elétrica à bomba.

5. Um aparelho de fornecimento de água caracterizado por: consistir em: meio de aquisição de valor de corrente padrão para adquirir um valor de corrente padrão como um critério para a operação de desligamento de uma bomba; meio de detecção de corrente para detectar um valor de corrente fornecido à bomba; meio para comparar o valor de corrente detectado pelo meio de detecção de corrente mencionado, com o valor de corrente padrão adquirido pelo meio de aquisição de valor de corrente padrão para considerar se a bomba está ou não em uma operação de desligamento; meio para parar a bomba mencionada após um primeiro período de tempo quando for considerado que a bomba está em uma operação de desligamento; e meio para reiniciar a bomba mencionada após um segundo período de tempo a partir do momento quando a bomba foi parada.

6. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por: a dita bomba mencionada estar em operação de desligamento quando é considerado que o valor de corrente detectado pelo meio de detecção de corrente é inferior ao valor de corrente padrão.

7. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por: um conversor de freqüência para fornecer energia elétrica à bomba e controlar a velocidade de rotação da bomba.

8. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por: consistir em uma tabela de valor de corrente padrão na qual as freqüências de rotação da bomba e os valores de corrente padrão, como critérios para operação de desligamento nas freqüências de rotação, são associados uns aos outros.

9. Um aparelho de fornecimento de água de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por: o período de tempo mencionado ser predeterminado para cada freqüência de rotação da bomba.