离心泵组制造技术

本发明专利技术涉及一种离心泵组，其具有电驱动马达（４）和包括变频器（８）的用于控制驱动马达（４）的转速的控制装置（６），其中，控制装置（６）构造成，在至少一个控制区域（Ｓ３）中产生在驱动马达（４）中的场削弱，由此增加驱动马达（４）的转速。在控制装置（６）中，在变频器（８）之前连接有变压器（１０，１２），通过该变压器在第一控制区域（Ｓ１）中通过改变中间电压（ＵＶＤＣ）来改变变频器（８）的输出电压，与此同时变频器（８）以对于其输出电压的最大占空比工作，或者在第二控制区域（Ｓ２）中当中间电压（ＵＶＤＣ）为固定的时通过减小变频器（８）的占空比来改变变频器（８）的输出电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种离心泵组，具有电驱动马达和包括变频器的用于控制该驱动马达 的转速的控制装置。
技术介绍
在公知的离心泵组中，借助变频器来控制电驱动马达，从而能够使驱动马达的转 速变化，进而能够使离心泵组的转速变化。在此处，十分期望的是，能够以尽可能高的效率 来驱动泵组。在公知的离心泵组中，通过变频器的最大频率和最大负载周期(Lastzyklus) 来限定可用的最大液压功率。在此，泵组通常构造成，在泵特征曲线的具有最大转速的至少 一点上给出具有变频器最大输出电压的最大负载周期，从而在此可实现泵的最大电功率。 然而，这会导致在泵特征曲线的具有最大转速的其他区域无法充分利用驱动马达提供的最 大电功率。也就是说，存在一些区域，在其中提供的最大电功率不能完全转换为泵组的液压 功率。在这些区域中，通过变频器的常规控制不可能进一步提高泵的转速，因为已经达到了 变频器的最大电压和/或最大负载周期。也就是说，以传统的泵控制无法在泵的全部工作 区域上充分利用最大电功率。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种改进的离心泵组，其能够在泵的所有工作区域 中进一步充分利用提供的最大电功率。为了实现此目的，提出具有权利要求1给出特征的离心泵组。优选的实施方式由 从属权利要求、以下的说明及附图给出。根据本专利技术的离心泵组具有电驱动马达，该驱动马达以公知的方式可以通过轴来 旋转地驱动离心泵组的至少一个叶轮。此外，设有用于调节或控制驱动马达的控制装置。根 据本专利技术该控制装置具有变频器，通过该变频器来改变驱动马达的转速，进而改变泵的转 速。原理上，该控制装置首先与传统的控制装置相似地工作。这种传统的控制装置具有调 节图(Regelschema)，根据此调节图使电流与感应的反向电压保持同相位，即使电流与磁转 子之间的负载角P基本上保持为90°，因为在此调节状态下可得到驱动马达的最大效率。然而，为了能够在可通过该调节策略实现驱动马达的最大转速的区域中进一步提 高泵组的液压功率并由此可以完全充分利用最大电功率，在根据本专利技术的控制装置中对该 区域设置了另外的调节策略。也就是说，根据本专利技术，控制装置构造成，在至少一个控制区 域中在驱动马达中产生场削弱(FeldschwSchung)。通过这种场削弱可以在变频器输出 电压频率相同的情况下进一步提高驱动马达的转速。也就是说，在此控制区域中也可以不 提高最大输出电压(即变频器的最大占空比和变频器输出电压的频率)而进一步提高驱动 马达的转速。由此，通过驱动马达的场削弱可以提高转速使其超过在传统调节策略中可实 现的最大转速。通过提高最大转速可提高联接的离心泵的液压功率。具有场削弱的控制区域优选用于离心泵的在最大转速下驱动马达的最大可用电3驱动功率尚未耗尽的工作区域。这样，在该区域中可以通过场削弱来理想地将转速提高至 电功率的边界，从而在离心泵的所有工作区域中都可以充分利用驱动马达的最大电连接功 率，并由此提供最大可产生的液压功率。驱动马达优选为永磁马达，即具有永磁转子的马达。控制装置优选构造成，为了产生场削弱，将电流相对于转子磁场的负载角P增加 到超过90°，从而使电流与感应的反向电压不再处于同一相。也就是说，在该使用场削弱的 控制区域中不使用在其他控制区域中应用的要使电流与感应的反向电压处于同相位的调 节策略。特别优选的是，控制装置构造成，在其中产生场削弱的控制区域处于在压力较高 时流量较小的区域中和/或在压力较低时流量较大的区域中。这些区域是在传统的马达调 节中由最大转速限定泵的液压功率，然而同时没有完全充分利用提供的最大电连接功率的 区域。通过在此区域中使用场削弱，可以增加驱动马达的转速并由此将离心泵的转速提高 到超过通常的最大值，并由此进一步提高液压功率，直至达到理想地完全充分利用驱动马 达的最大电连接功率。由此，根据本专利技术可提供一种离心泵组，其在各个工作区域中(即特别是在流量 较小且压力较高的区域及压力较小时流量较大的区域中)提供较大的液压功率，而不必提 高驱动马达的最大电连接功率或离心泵组的最大电连接功率。由此，控制装置优选构造成，使用场削弱，使得就是在流量较小的区域中也能使用 泵组的最大电功率。根据本专利技术的另一优选实施方式，在驱动马达的控制装置中，在变频器之前连接 有变压器，通过该变压器可以改变输入变频器的中间电压。通常而言，变频器被输入固 定的中间电压或输入电压并且变频器的输出电压通过改变占空比来改变，在此，在最大 占空比下，即占空比接近于1(实际中约为0.97)时，变频器的输出电压近似等于输入电 压。在实现较小的变频器的输出电压所需的较小的占空比下，会增加变频器中的开关损耗 (Schaltverluste)。这在部分泵特征场(kermfeld)中表现为不需要离心泵组的最大转速 而是需要减小的转速的情况，因为不需要最大压力和/或最大流量。通过优选将变压器设置在变频器的输入侧，能够使上述变频器的开关损耗最小 化，因为可以降低变频器的输出电压而不必减小占空比。更确切地说是通过控制装置以下 述方式来降低变频器的输出电压，即使变频器的输入电压降低到特定的工作区域中。为此， 通过控制装置这样控制变压器，使变压器产生降低的、作为输入电压输入变频器的中间电 压。也就是说，变压器使得变频器不必再输入固定的输入电压(例如电源电压)，而是可以 通过变压器来改变变频器的输入电压，从而由此改变输入驱动马达的变频器的输出电压并 同时使变频器的占空比保持在最大值。由此可以使变频器的开关损耗最小。所使用的变压器优选为具有可变输出电压的AC-DC转换器(交流电压-直流电压 转换器)或DC-DC转换器(直流电压-直流电压转换器)。由此可以改变输出电压，以便 能够将期望的输入电压输入变频器以产生特定的输出电压。变压器是否为AC-DC转换器或 DC-DC转换器取决于对系统(即控制装置)输入何种输入电压。其可以为电源电压、即交流 电压，或者当例如还设有前置连接的整流器(Gleichrichter)或要以直流电压来驱动加压 泵组时也可以为直流电压。变压器可以是升压变压器(Boost-Converter)和/或降压变压器 (Buck-Converter)。根据用以驱动变频器的变压器的输入电压及输入电压的范围，所选的 变压器可以提高或降低输入电压。可选地，也可以设有一种可以相对于输入电压既能提高 电压又能降低电压的变压器(Buck-Boost-Converter)。在变压器的输出极之间优选设置至少一个电容器，通过该电容器产生中间电压的 电压降(Potentialabfall)。控制装置优选构造成，在第一控制区域中通过改变中间电压来改变变频器的输出 电压，与此同时变频器以对变频器输出电压的最大占空比工作。所述区域是可通过连接在 变频器之前的变压器改变中间电压(特别是可相对于变压器的输入电压改变中间电压)的 区域，从而将减小的输入电压输入变频器。以此方式，也可以改变(特别是减小)变频器的 输出电压。与此同时，占空比不变地保持为最大，从而可保证开关损耗极小。最大的占空比 理想地为1，但是实际上通常无法完全实现，实际上最大占空比约为0.97，从而可以保持反 向调节(Regelreserve)并能够稳定地控制整个系统。还优选的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心泵组，具有电驱动马达（４）和包括变频器（８）的用于控制所述驱动马达（４）的转速的控制装置（６），其特征在于，所述控制装置（６）构造成，在至少一个控制区域（Ｓ３）中产生在所述驱动马达（４）中的场削弱，由此提高所述驱动马达（４）的转速。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬卡罗奥勒斯楚普，凯尔德福尔萨克拉斯穆森，
申请(专利权)人：格伦德福斯管理联合股份公司，
类型：发明
国别省市：DK