[發明專利]用于識別和控制離心泵的方法及系統

有效

• 申請號: 201310145939.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103375412A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: M.格內奧;P.萊格奧萊克;F.馬爾雷特
• 申請（專利權）人: 施耐德東芝換流器歐洲公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

技術領域

本發明涉及用于識別和控制離心泵的一種方法及一種系統。

背景技術

離心泵所包括在的泵送回路是由控制系統驅動的。

該控制系統包括致動離心泵的且由變速驅動器控制的電動馬達。該系統還包括使得可以控制在泵送回路中的流量的閥或旋塞。在正常操作中，離心泵的控制是基于泵曲線而被執行的。泵曲線是對于稱之為額定速度的單一速度定義的，且表示了作為流量的函數的壓力、作為流量的函數的機械功率。對于額定速度以外的速度，有稱之為Rateau定律的外推定律，用于在泵送回路的量（壓力、流量）與機械量（功率、速度）之間產生聯系：

流量=流量_額定速度×（速度/額定速度）

壓力=壓力_額定速度×（速度/額定速度）²

功率=功率_額定速度×（速度/額定速度）³

泵曲線及外推定律已可存儲在系統中或者在識別階段期間被重構。在該識別階段，在對應于提供給泵的機械功率的電動馬達的每個速度，壓力傳感器和流量傳感器用于測量在泵送回路中流動的流體的流量及壓力。迄今為止，在額定速度執行的識別階段允許在系統的測量數據之間的相關，無論它們是與泵送回路相關聯的數據（壓力、流量）還是機械數據（速度、功率）。在使用這些數據中公知的缺點是若干等級的：

●不同量的收集被執行，而不保證在這四個測量之間的精確同步。公知的是，閥或旋塞的動作在泵送系統中產生變化。取決于泵送系統的配置，這些變化可以是振蕩的，并且然后很難收集彼此相關的四個量。

●泵曲線在額定速度被建立，符合需要8%精度的ISO標準9906Annex?A，可以發現該精度對于所需的控制活動是不足的。

●實際上，根據理論定律所執行的外推法并不總是可獲得所希望的精度。

●變速驅動器用于控制電動馬達并且從而排除外部的機械測量，該使用引入了在控制及估計系統中可用的數據例如泵曲線與可用的測量或估計數據（估計的速度、估計的機械功率）之間的相關偏差。具體而言，公知的是，沒有機械量（位置、速度、轉矩或功率）的傳感器以及根據所使用的控制算法的類型，可以發現變速傳感器在估計速度以及功率方面是不精確的。

本發明的目的是提出了一種控制及識別方法和系統，使得在專用階段期間，可確保在施加至電動馬達的在變速驅動器中可用的機械數據與由外部傳感器所收集的泵送回路的數據之間的同步相關。此相關將使得可以以非常高的精度估計泵送回路的量（壓力、流量），而不必在泵送回路中使用傳感器，與制造商的數據相獨立，也就是說獨立于額定泵曲線。

壓力及流量的大小的估計的最終值可以診斷測量元件，或者控制或監測泵送回路，而不需要壓力及流量傳感器。

發明內容

此目的是通過用于控制包括在由控制系統控制的泵送回路中的離心泵的方法實現的，所述控制系統包括：

-變速驅動器和由該變速驅動器控制的電動馬達，以致動所述離心泵，

-通過所述變速驅動器，測量或估計提供給所述電動馬達的機械功率，

-電磁閥，設計成用于控制所述泵送回路，

-壓力傳感器，設計成用于測量在所述泵送回路中流體流動的壓力，

-流量傳感器，設計成用于測量在所述泵送回路中流體流動的流量，

-控制及處理單元，

所述方法包括在正常操作所述離心泵之前由該控制及處理單元執行的識別所述離心泵的階段，所述識別階段包括：

-第一步驟，選擇速度和控制變速驅動器，以便施加所述速度至電動馬達，

-第二步驟，在所述選定的速度下，在其整個工作范圍上控制電磁閥，

-第三步驟，測量在所述泵送回路中流體流動的壓力及流量，以及對于所述電磁閥的每個工作點，測量提供給馬達的電功率，

-第四步驟，對于所述選定的速度，確定作為所述流量的函數的壓力曲線和所提供的作為所述流量的函數的功率曲線。

根據一特定特征，所述第二步驟、第三步驟以及第四步驟針對所施加至電動馬達的若干速度來執行。

根據本發明的另一特定特征，對于選定的速度，所述第三步驟及第四步驟針對電磁閥的每個工作點執行。

本發明還涉及一種用于控制包括在泵送回路中的離心泵的系統，所述控制系統包括：

-變速驅動器和由該變速驅動器控制的電動馬達，以致動所述離心泵，

-通過所述變速驅動器，測量或估計提供給所述電動馬達的機械功率，

-電磁閥，設計成用于控制所述泵送回路，