灭火系统中的伺服马达的操作方法技术方案

本发明专利技术的实施例提供了用于向水流中喷射泡沫剂的灭火系统及方法。该系统可包括：确定水流的流速的流量计；和泡沫泵，所述泡沫泵具有耦合于泡沫剂源的入口和耦合于水流的出口。该系统包括驱动泡沫泵的伺服马达。伺服马达包括用于确定转子轴速度和/或转子轴扭矩的传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
新型灭火设备使用泡沫配料系统(FPS)利用水-泡沫剂溶液灭火。为实现最大效率灭火性能，希望是恒定浓度的水-泡沫剂溶液。通常，泡沫配料系统可包括附加的泵，其由不同的动力源驱动，所述动力源包括例如电动马达或液压马达。对于高流量(flowrate)，由于等效电动马达动力需求过大，所以使用液压马达。驱动液压马达的液压力常常随着灭火作业阶段而变化。因此，液压马达不适合于少量流动，因为难以提供水-泡沫剂溶液稳定流。除泡沫配料系统中的液压马达之外，通常也使用直流(DC)电动马达来提供低容积流量。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例提供了一种控制马达的方法，所述马达驱动用于将泡沫剂喷射到灭火系统中的水流中的泵。该方法包括提供过电压电路，所述过电压电路可以消散至 少大约150伏的瞬时电压；提供灭火系统中的低电压电路与蓄电池电源之间的继电器；和当检测到过电压状态时，关闭灭火系统中的所有电子设备，断开继电器。本专利技术的一些实施例提供了一种方法，包括提供马达，该马达包括增大的扭矩常数，以便减少马达所需的峰值电流；利用减少的峰值电流实现第一连续工作点；和改变马达中的反电动势常数，以便实现第二连续工作点。本专利技术的一些实施例提供了一种方法，包括基本上连续地监测流量传感器产生的信号；将该信号从流量传感器传送至马达上的集中控制器；根据来自流量传感器的信号，控制马达轴的速度；和以小于泡沫泵的最大输出的大约30%的低流量向水流喷射泡沫齐U，不用停止和起动马达轴，以便使泡沫剂和水的混合最优。附图说明图I是依照本专利技术一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马达并在流量计的上游具有泡沫剂喷射点。图2是依照本专利技术另一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马达并在流量计的下游具有泡沫剂喷射点。图3是依照本专利技术又一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马达并在水泵的上游具有泡沫剂喷射点。图4A是依照本专利技术一个实施例的伺服马达的透视图。图4B是图4A伺服马达的剖视图。图5是供图1、2和3中任意一个灭火系统使用的控制器的示意图。图6是依照本专利技术一些实施例供图1、2和3中任意一个灭火系统使用的电气部件的示意性方框图。图7是依照本专利技术一个实施例的载荷倾倒保护系统的示意性方框图。图8是依照本专利技术一个实施例的载荷倾倒保护方法的流程图。图9是依照本专利技术一个实施例的伺服马达的动力管理控制流程图。图IOA至IOD是依照本专利技术一些实施例的各种脉动形状的示意性曲线图。图11是依照本专利技术一个实施例的电流返流(current fold back)保护方法的流程图。图12是依照本专利技术一个实施例的矫正桥路的示意性方框图。图13是图11的矫正桥路的工作流程图。具体实施例方式下面的叙述能够使本领域技术人员制造和使用本专利技术的实施例。所示实施例的各 种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。这里的一般原理在没有脱离本专利技术的实施例的情况下可以用于其他实施例和应用。因而，本专利技术的实施例没有特意局限于所示出的实施例，而是符合与在此披露的原理和特征一致的最宽范围。参照附图阅读下文的详细说明，其中不同附图中同样的元件具有相同的参考标记。这些附图描绘了所选择的实施例，不意味着对本专利技术实施例范围的限制。有经验的技术人员应当认识到在此所提供的例子具有许多有效的变形，都落入本专利技术实施例的范围内。下文的描述指的是元件或特征是“连接”或“耦合”在一起。正如在此所使用的，“连接”指的是一个元件/特征直接地或间接地连接到另一个元件/特征上，不一定是机械连接，除非另有明确叙述。同样，“耦合”指的是一个元件/特征直接地或间接地耦合于另一个元件/特征上，不一定是机械连接，除非另有明确叙述。因而，虽然图5所示的示意图描绘了处理元件的一个配置实例，但是，在实际的实施例中可能存在另外的介入元件、装置、特征或部件(假定不会不利地影响系统的功能)。 在此使用功能性和/或逻辑块部件和各种处理步骤描述本专利技术，应当明白，可以通过任何数量的构造成执行规定功能的硬件、软件和/或固件部件来实现这样的块部件。例如，一实施例可以采用各种各样的集成电路部件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，在一个或更多个微处理器或其他控制装置的控制下，可以执行各种各样的功能。依照计算机编程领域技术人员的实践，在此参照操作符号表示描述了本专利技术，可以通过各种计算部件、模块或装置执行这些操作。这样的操作有时被称为电脑执行、计算机化、软件实施或电脑实施。应该明白，符号表示的操作包括由各种微处理器装置操作表示系统存储器中的存储单元上的数据位的电信号以及其他处理信号。保持数据位的存储单元是具有对应于数据位的特定电、磁、光或组织性能的物理位置。图I示出了依照本专利技术一个实施例的灭火系统I。灭火系统I可以是固定式的(例如建筑物的喷淋系统)或移动式的(例如，安装在消防车上)。在其他实施例中，灭火系统I可用于通过保护建筑物或通过提供辐射保护而帮助防火。灭火系统I可以包括泡沫配料系统(FPS) 2、水箱4、水泵6、流量计8、控制器10和显示器12。水泵6可以从水箱4和/或其他源(例如湖泊、河流、或市政消防栓)接收水。水通过软管或其他导管14进给到水泵6的入口，水泵可以由适合的马达或引擎例如电动马达、内燃机或液压马达驱动。水泵6可以是高压高流量泵。水泵6的出口可以通过适合的导管16连接到流量计8。流量计8产生的信号经由线路18传递，该信号与穿过导管16的总流的体积流量成比例。泡沫配料系统2能够将一定量的泡沫剂引入水流中，以形成所希望浓度比率的水_泡沫剂溶液。在此 以及附带权利要求书中所使用的术语“泡沫剂”可以包括下列中的任何一种或更多种液体 化学泡沫、浓缩液、水添加剂、乳化剂、凝胶液和其他适合的物质。在流量计8的下游，所泵送的水可以往排出歧管20去。在一个实施例中，单个排出 管路(例如单个消防软管或喷淋头)可以连接到排出歧管20上。其他实施例可以包括两 个或更多个构造成以基本相等的浓度分配水_泡沫剂溶液的排出管路。在有些实施例中， 灭火系统1可以包括两个或多个独立排出管路，其中一个排出管路分配的水-泡沫剂溶液 浓度与另一个排出管路不同。还是如图1所示，泡沫配料系统2可以包括泡沫泵22、伺服马达24和泡沫箱26。 泡沫泵22可以为容积式泵或任何其他适合类型的泵。例如，泡沫泵22可以是柱塞泵、隔膜 泵、齿轮泵或蠕动泵。泡沫箱26可以存储液体形式的泡沫剂源。在有些实施例中，泡沫箱 26可以包括浮动机构28或其他适合类型的液位传感装置。浮动机构28产生的信号经由线 路30传递给控制器10。该信号可以指示留在泡沫箱26中的泡沫剂的量已经下降到预设液 位之下。泡沫箱26可以通过软管或其他适合的导管32耦合到泡沫泵22的入口上，以使泡 沫剂通过重力进给至泡沫泵22。但是，在其他实施例中，泡沫剂可以通过克服重力而被吸入 泡沫泵22。在有些实施例中，导管32至少有些柔性，以补偿泡沫泵22的振动，降低疲劳损 坏的风险。在有些实施例中，泡沫配料系统2可以包括第二流量计(未显示)，其能够测量 注入到水流中的泡沫剂的量。在有些实施例中，第二流量计可以测量所喷射的泡沫剂的量， 而不是或者额外基于泡沫泵22的排量计算所喷射的泡沫剂的量。泡沫泵22可以包括不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.08 US 12/555,6981.一种控制马达的方法，所述马达驱动用于将泡沫剂喷射到灭火系统中的水流中的泵，马达连接于电池电源，该方法包括 提供过电压电路，所述过电压电路能够消散至少大约150伏的瞬时电压； 在灭火系统中的低电压电路与蓄电池电源之间提供继电器；和 当检测到过电压状态时，关闭灭火系统中的所有电子设备，断开继电器。2.如权利要求I所述的方法，还包括提供至少一个直流总线电容器以供灭火系统使用，所述直流总线电容器额定为大约50伏波动和大约63伏波动。3.如权利要求I所述的方法，还包括提供至少一个动力金属氧化物半导体场效应晶体管以供灭火系统使用，所述动力金属氧化物半导体场效应晶体管额定为大约75伏。4.如权利要求I所述的方法，其中马达为伺服马达。5.如权利要求I所述的方法，其中，马达为永磁无刷电动机。6.一种操作马达的方法，所述马达驱动用于将泡沫剂喷射到灭火系统中的水流中的泵，该方法包括 提供一马达，该马达包括增大的扭矩常数，以便减少马达所需的峰值电流； 利用减少的峰值电流实现第一连续工作点；和 改变马达中的反电动势常数，以便实现第二连续工作点。7.如权利要求6所述的方法，其中，通过使马达的相位角超前，改变反电动势常数。8.如权利要求6所述的方法，其中，第一连续工作点具有比第二连续工作点高的喷射压力。9.如权利要求6所述的方法，其中，第二连续工作点具有比第一连续工作点高的泡沫剂流量。10.如权利要求6所述的方法，还包括对于泵的压力和流量性能所需的马达的速度和扭矩分布，确定所述反电动势常数是否最优。11.如权利要求6所述的方法，还包括改变所述反电动势常数，以便满足系统需求，该需求包括流量、压力、热限制和输入电流中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·甘布尔，R·弗拉纳里，R·L·霍斯菲尔德，H·麦凯布，M·皮德尔，C·福特，T·安德森，
申请(专利权)人：斯得莱特工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：