NO161709B - Fremgangsmaate for drift av pumpehjulet i en vaeskepumpe ved hjelp av en boersteloes vekselspenningsmotor, samt vaeskepumpe for utfoerelse av fremgangsmaate. - Google Patents
Fremgangsmaate for drift av pumpehjulet i en vaeskepumpe ved hjelp av en boersteloes vekselspenningsmotor, samt vaeskepumpe for utfoerelse av fremgangsmaate. Download PDFInfo
- Publication number
- NO161709B NO161709B NO832608A NO832608A NO161709B NO 161709 B NO161709 B NO 161709B NO 832608 A NO832608 A NO 832608A NO 832608 A NO832608 A NO 832608A NO 161709 B NO161709 B NO 161709B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- motor
- pump
- inverter
- impeller
- signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 16
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
- H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for ved hjelp av en børsteløs vekselspenningsmotor å drive pumpehjulet i en væskepumpe, og særlig pumpehjulet i en nedsenkbar pumpe som arbeider med forholdsvis lav utgangseffekt og høy suge-høyde, idet motoren tilføres energi ved hjelp av en regulerbar, statisk inverter med en utgangsfrekvens av størrelses-orden 100-1000 Hz, hvilken utgangsfrekvens reguleres i avhengighet av styresignaler som er frembrakt ved avføling av belastningen på motoren. Oppfinnelsen angår videre en pumpe for utførelse av fremgangsmåten.
Et krav til væskepumper av den angitte type, eksempelvis nedsenkbare lensepumper, er at man skal kunne oppnå en viss minste trykkhøyde.
Denne trykkhøyde er avhengig av pumpehjulets turtall, størrelse og geometriske form, idet den sistnevnte parameter karakteriseres av det såkalte spesifikke turtall. Trykkhøyden H bestemmes av formelen
der n er pumpehjulets turtall, ng er pumpehjulets spesifikke turtall og P er pumpehjulets avgitte effekt. For pumper av denne type blir kravet til trykkhøyde ofte forholdsvis stort samtidig som man krever at pumpens ytre dimensjoner skal være små. Da det ved en direkte tilkopling av pumpens elek-triske motor, en børsteløs vekselspenningsmotor, eksempelvis en kortsluttet asynkronmotor, kan oppnås et høyeste turtall på motoren på 3600/3000 omdr./min (nettfrekvens 60/50 Hz) ved anvendelse av en topolet motor, blir man henvist til å velge et pumpehjul med meget lavt spesifikt turtall. Et lavt spesifikt turtall innebærer at det må benyttes et høy-trykkshjul, dvs. et pumpehjul med forholdsvis store indre tap og trange kanaler som lett blokkeres av i den pumpede væske inngående forurensninger, såsom eksempelvis plast-folier og tøyremser.
I mange tilfeller, eksempelvis i forbindelse med dypbrønnspumper, medfører anvendelsen av et pumpehjul med forholdsvis lavt spesifikt turtall dimensjoner på pumpehjulet som praktisk sett blir helt urimelige, og man tvinges til å seriekople et antall pumper med sådanne dimensjoner at de kan føres ned i et hull i brønnen eller også seriekop-les ' et antall pumpehjul med rimelige dimensjoner i ett og samme pumpehus.
For pumper av den her aktuelle type er en direkte tilkopling til vekselspenningsnettet med en frekvens på 6 0/50 Hz forbundet med en ytterligere ulempe, nemlig at pumpehjulets opptatte effekt, som er lik motorens avgitte effekt, varierer med den nødvendige trykkhøyde for pumpen. Når således pumpen benyttes for andre, lavere trykkhøyder enn den nominelle trykkhøyde, vil det ofte finnes en betydelig effektreserve som ikke utnyttes.
Et ytterligere problem er at behovet for nedsenkbare pumper med små ytre dimensjoner, som er beregnet for å senkes ned gjennom rør eller trange kanaler, i de senere år har øket stadig. Man har derfor søkt å redusere ytterdimen-sjonene uten å redusere motoreffekten, hvilket dels har hatt som resultat at pumpehjulradiene er blitt redusert liksom også gjennornstrømningskanalene i pumpehuset. Kompromisser av denne type medfører en ytterligere reduksjon av høytrykks-hjulenes spesifikke virkningsgrad.
Det er derfor et hovedformål med oppfinnelsen ved en gitt motor å drive denne på en slik måte at den alltid arbeider med full effekt, dvs. slik at den ovenfor angitte, signifikante effektreserve helt utnyttes. Dette innebærer selvsagt at motorens virkningsgrad ikke kan holdes på et maksimum, men en væskepumpe, en nedsenkbar pumpe, skal normalt pumpe væske så raskt som mulig uten hensyn til motorens virkningsgrad og energiomkostningen. Slik det senere vil bli vist, kan imidlertid pumpens virkningsgrad økes.
Fra US-A-4 284 943 er det kjent å drive en vekselspenningsmotor ved hjelp av en statisk inverter. I én ut-førelsesform omfatter det kjente drivsystem en regulerings-enhet som er innrettet til å regulere den pumpedrivende motors hastighet på en slik måte at væsketrykket i huset holdes på en konstant verdi, dvs. man kontrollerer at trykkhøyden i huset holdes konstant under pumpingen, uavhengig av trykk-endringer i den væske som mates til pumpen. Dersom med andre ord trykket øker i den til pumpen matede væske, vil trykk-forskjellen mellom den matede væske og det konstante væske-trykk i huset avta liksom belastningen på motoren og inverterens frekvens endres for at motoren skal tilføres mindre energi. Dette er motsatt av funksjonen ifølge oppfinnelsen som krever konstant inngangseffekt til motoren i avhengighet av den avfølte belastning, og som på tross av dette også medfører en øket pumpevirkningsgrad avhengig av muligheten til å utnytte pumpehjul med høyt spesifikt turtall.
I Patents Abstract of Japan, Vol. 6, nr. 123 (E-117) (1001), 8. juli 1982, og i JP-A-57 52 396 er det be-skrevet en av en inverter drevet vekselspenningsmotor. Inverteren styres på en slik måte i avhengighet av belastningen at motoren alltid arbeider på maksimal virkningsgrad, hvilket er helt forskjellig fra den foreliggende oppfinnelse.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at de nevnte styresignaler til inverteren regulerer dennes utgangsfrekvens på en slik måte at inverteren tilfører motoren i hovedsaken konstant effekt.
Oppfinnelsen angår videre en væskepumpe for ut-førelse av fremgangsmåten, omfattende et pumpehjul som er anordnet i et pumpehus og er innrettet til å drives av en børsteløs vekselspenningsmotor som tilføres energi fra en regulerbar, statisk inverter ved en utgangsfrekvens av størrelsesorden 100-1000 Hz, og organer for å avføle motorens belastning og generere styresignaler til inverteren for å regulere dennes utgangsfrekvens i avhengighet av motorens belastning, idet væskepumpen er kjennetegnet ved at de nevnte organer er innrettet til å regulere inverterens utgangsfrekvens på en slik måte at i hovedsaken konstant effekt tilføres til motoren.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en væskepumpe ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser pumpehjulpro-filen, fig. 3-4 viser en passende statisk inverter for væskepumpen ifølge fig. 1, fig. 5 viser mer detaljert en i inverteren inngående krets, fig. 6 viser funksjonen av kret-sen ifølge fig. 5, fig. 7 viser virkningsgraden ri som funksjon av pumpehjulets spesifikke turtall n , fig. 8 viser kurver for sugehøyde H henholdsvis effekt P som funksjon av væskemengden Q ved en konvensjonell pumpe, og fig. 9 anskue-liggjør de samme kurver ved anvendelse av en pumpe ifølge oppfinnelsen.
Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en som eksempel valgt, nedsenkbar væskepumpe. Pumpen er forsynt med et pumpehus 1 som væsketett omslutter en børsteløs vekselspenningsmotor 2 med en merkeeffekt på eksempelvis 4 kw. Moto-ren 2 har en aksel 3 som er lagret i et kulelager 4. På ak-selens 3 frie ende er det fast anbrakt et pumpehjul 5. I pumpehuset 1 er det videre i et væsketett rom anordnet en statisk vekselretter eller inverter 6 som er innrettet til via en kabel 7 å tilføres vekselspenning med nettfrekvens og å omforme denne vekselspenning først til en likespenning og deretter til en vekselspenning med en valgt frekvens. I det foreliggende tilfelle antas motoren 2 å utgjøres av en tre-fasemotor, og spenning tilføres over ledere 8, 9 og 10 fra den statiske inverter 6. Pumpehjulet 5 er innrettet til å pumpe væske fra væskeinnløp 11 og 12 til en spiralkanal 13 som omgir pumpehjulet, og fra kanalen 13 til et utløp 14 som, når det dreier seg om en nedsenkbar pumpe, er tilkoplet til en slange e.l. På pumpehusets 1 overdel er anordnet en løftering 15 ved hjelp av hvilken pumpen kan koples til en line for å senkes ned til det sted fra hvilket væske, normalt vann eller slamblandet vann, skal pumpes opp til et visst nivå.
Dersom i det viste utførelseseksempel motoren 8, som på konvensjonell måte er topolet og mates med en spenning med frekvens 50 Hz, ved hjelp av inverteren 6 tilføres spenning med frekvensen 100 Hz, vil turtallet øke fra 3000 om-dreininger pr. minutt (r/min) til 6000 r/min, og momentet forblir uforandret. Et pumpehjul med det dobbelte spesifikke turtall kan således velges ved forøvrig uforandrede verdier. Dersom en topolet motor erstattes med en firepolet motor med samme vekt, dvs. samme ytre dimensjoner, og frekvensen økes til 200 Hz, får man fremdeles turtallet 6000 r/min og det dobbelte moment på grunn av at rotoren i en firepolet motor kan gjøres betydelig større enn rotoren i en topolet motor. Effekten vil samtidig øke da den er en funksjon av produktet av turtall og moment, men inverteren 6 er innrettet til å begrense effekten for å hindre overbelastning av motoren.
Det økede turtall for motoren tillater en over-gang fra pumpehjul med trange kanaler, dvs. et høytrykks-pumpehjul, til et pumpehjul av åpen type og i det ekstreme tilfelle til et propellhjul.
Fig. 2 anskueliggjør forenklet forskjellige pumpe-hjultyper der a) er en pumpehjultype ifølge fig. 1 som har et høyere spesifikt turtall n enn pumpehjul i konvensjonelle pumper, b) anskueliggjør pumpehjul av Francis-type med forholdsvis rommelige gjennornstrømmingskanaler, c) anskue-liggjør et såkalt "mixed flow" hjul, og d) anskueliggjør et propellhjul, dvs. et hjul med det høyeste spesifikke turtall. Oppfinnelsen muliggjør anvendelse av pumpehjul av typene a-d, og dermed muliggjøres små ytterdimensjoner på pumpehuset 1 og høy virkningsgrad.
Ved pumpehjulet 5 er det i det viste utførelses-eksempel for detektering av kavitasjon anbrakt en trykkstøt-giver eller akselerometer 16 som er innrettet til å avføle de trykkstøt som oppstår i væsken når kavitasjon opptrer, og til via en leder 17 å avgi et signal til inverteren 6 for reduksjon av utgangsspenningens frekvens og dermed en reduksjon av motorens 2 og pumpehjulets 5 turtall. I det viste utførelseseksempel finnes det videre en væskenivåføler 18 som via en leder 19 sender et signal til inverteren 6 for å redusere frekvensen og dermed motorens 2 og pumpehjulets 5 turtall. Inverteren innstilles hensiktsmessig på en høy frekvens og reguleres samtidig slik at den utgående effekt holdes konstant, dvs. motoreffekten holdes konstant eller i det minste i hovedsaken konstant. Dersom løftehøyden eller trykkhøyden skulle avvike fra en nominell verdi, vil motoren derfor søke å oppnå et turtall som svarer til den høyere frekvens, og dermed øke strømmen.
En for formålet med oppfinnelsen særlig egnet statisk inverter skal nå beskrives under henvisning til fig. 3-4. Inverteren er ovenfor antatt å være innebygget i pumpehuset, men kan selvsagt også utgjøre en fra pumpen fritt-stående enhet.
Den på fig. 3 viste, statiske inverter, som er valgt som eksempel, omfatter en trefaselikeretter 60 som mates fra et vekselspenningsnett 61. Likeretteren 60 mater likespenning med i hovedsaken konstant amplitude via ledere 62 og 63, idet lederen 62 ligger på positivt potensial og lederen 6 3 på negativt potensial og spenningen mates til en statisk omformer eller inverter som omfatter seks omkoplings-eller vekslingselementer 64, 65, 66, 67, 68 og 69 som her består av transistorer og som er innrettet til suksessivt å. tilkople motorens 2 polklemmer 70, 71 og 72 til den positive rnateleder 62 og den negative rnateleder 6 3 fra likeretteren 6 0. Ved behov er det mulig å benytte tyristorer eller lik-nende elementer i stedet for transistorer. En diode 141 er antiparallellkoplet over hver transistor for å oppta reaktive strømmer ved struping av den respektive transistor. For å styre omformeren, mates styresignaler fra utganger 73, 74,
75, 76, 77 og 78 fra en styreanordning 79 som er vist i detalj på fig. 4. Disse styresignaler mates via forsterkere 80 til basisen i den respektive transistor. Styreanordningen 79 er forsynt med signalinnganger 81, 82 for avfølingssig-naler som genereres ved avføling av likestrømmen i ledningen 62, samt signalinnganger fra lederne 56, 57. Motorens 2 hastighet endres i avhengighet av amplituden av et spennings-signal på inngangen 56 fra et potensiometer 59 (fig. 4).
Over lederen 5 7 innmates et .start/stopp-signal til inverteren.
Styreanordningen 79, som er vist i detalj på fig.
4, omfatter en avfølingsanordning 85 for avføling av amplituden av likestrømmen i lederen 62. Størrelsen av denne strøm står i direkte forhold til spenningen mellom signal-inngangene eller signallederne 81 og 82. Utgangssignalet fra avfølingsanordningen 85, som omfatter en forsterker 86, mates til en første toppspenningsdetektor 8 7, et lavpassfilter
88, en andre toppspenningsdetektor 89 og en sammenlikner 90. Detektoren 8 7 inneholder en diode 91 for gjennomslipning av positive signaler, og detektoren 89 inneholder en diode 92 for gjennomslipning av negative signaler. I hver detektor inngår også et lavpassfilter. Den første detektor 87 har fortrinnsvis en tidskonstant på rundt 4/f, der f er den maksimale grunnfrekvens for den til motoren 2 tilførte spenning. Detektorens 87 sperrefrekvens, -3dB, ligger fortrinnsvis ved 0,1 f. Lavpassfilteret 88 har fortrinnsvis den samme sperrefrekvens. Den andre detektor 8 9 har fortrinnsvis en tidskonstant på ca. l/f og en sperrefrekvens på ca. 0,5 f.
Utgangssignalet fra detektoren 87 mates til en første reguleringskrets 93 som er vist i detalj på fig. 5. Inngangssignalet fra lederne 56, 57 mates til en rampegenera-tor 94 som består av to operasjonsforsterkere som er koplet for dannelse av en integrerende krets for til reguleringskretsen 93 å mate en økende rampespenning når motoren akse-lererer ved start, og en avtagende rampespenning under motorens retardasjon til stopp. På denne måte elimineres faren for at en ved normal hastighet rådende belastningsstrøm over-skrides når motoren startes eller stoppes. En endring av frekvensstyresignalet, som bestemmer motorstrømmens frekvens og således motorens rotasjonshastighet, og som opptrer på lederen 56, integreres likeledes av rampegeneratoren 94.
Det medgår derfor en viss tid før utgangssignalet fra rampegeneratoren 94 er helt tilpasset til inngangssignalene.
Signalet fra den første detektor 87 (fig. 5) mates over en motstand 95 til den ene inngang på en operasjonsfor-sterker 96. Dette signal sammenliknes av forsterkeren 96 med et referansesignal som innstilles ved hjelp av en varia-bel motstand 97 og som mates til den nevnte ene inngang via en motstand 98. Forsterkerens 96 andre inngang er jordet, og videre er forsterkeren tilbakekoplet ved hjelp av en motstand 99. En avvikelse mellom signalet fra detektoren 87
og referansesignalet forårsaker et utgangssignal fra forsterkeren 96, og dette utgangssignal mates via en motstand 100 og en diode 103 til den ene inngang på en operasjonsfor-sterker 101 hvis andre inngang er jordet. Rampegeneratorens 94 utgangssignal mates likeledes til den nevnte ene inngang på forsterkeren 101 via en motstand 102. Forsterkeren 101 er tilbakekoplet ved hjelp av en første motstand 104 og en andre motstand 105 i serie med dioden 103. Motstanden 105 har betydelig lavere motstandsverdi enn motstanden 104, og motstandsforholdet er fortrinnsvis ca. 1:20. Dersom den første operasjonsforsterkers 96 utgangssignal, målt på dioden 103, er mer negativt enn utgangssignalet fra den andre opera-sjonsforsterker 101, målt på dioden 103, er positivt, for-spennes dioden 103 i sperreretningen. Forstekerens 101 forsterkning i den lukkede sløyfe blir da høy og reguleringskretsen 93 vil da arbeide etter linjen 106 på fig. 6 under antagelse av et konstant utgangssignal fra rampegeneratoren 94. Dersom utgangssignalet fra den første detektor 87 øker på grunn av at likeretterens 6 0 likestrøm øker, vil utgangssignalet fra forsterkeren 96 bli mindre negativt, og ved et visst signalnivå som er betegnet 107 på fig. 6 og som for-innstilles ved hjelp av motstanden 97, vil dioden 10 3 bli forspent i lederetningen. Dette innebærer at forsterkerens 101 forsterkning drastisk avtar, slik at reguleringskretsen 93 utsender et frekvensstyresignal ifølge linjen 108 på fig. 6. Dette signal blir null ved ca. 120 % av signalet på nivået 107. Frekvensstyresignalet fra forsterkerens 101 utgang mates til en spenningsstyrt oscillator 10 9 og til en analog divisjonskrets 110. Denne divisjonskrets 110, som eksempelvis er av den kommersielt tilgjengelige type Analog Devices AD 534, danner et signal som er ^iddel^ ^er 3"middel er middelverdien av den for øyeblikket rådende mag-netiseringsstrøm til motoren, og f er frekvensen. Dette signal er et bra mål på motorens akselmoment. Den spenningsstyrte oscillator 109 genererer et utgangssignal med en frekvens som er proporsjonal med inngangsspenningen.
Det likerettede middelverdisignal som fås fra lavpassfilteret 88, tilsvarer den effekt som mates til motoren 2, ettersom spenningen på mateledningene 62 og 6 3 er i hovedsaken konstant. Signalet mates til divisjonskretsen 110 der det divideres med det frekvensstyrende signal fra forsterkeren 101, som utgjør et ordresignal for bestemmelse av motorens rotasjonshastighet. Divisjonskretsens 110 utgangssignal vil således tilsvare kravet til vridningsmoment for motoren. Utgangssignalet fra divisjonskretsen 110 mates til en andre reguleringskrets 111 og utgjør et første spen-ningsreguleringssignal. Det negative signal fra den andre toppverdidetektor 8 9 danner et andre spenningsregulerings-signal som mates til den andre reguleringskrets 111, slik at utgangssignalet fra reguleringskretsen 111 blir proporsjonalt med forskjellen mellom de første og andre spenningsregul-eringssignaler. Det negative signal fra detektoren 89 tilsvarer motorens 2 magnetiseringsgrad og fås fra negative pulser som mates tilbake til likespenningskilden når transistorene 64 - 69 er ikke-ledende. Ved å styre amplituden av disse negative pulser, er det mulig å nå et bestemt mag-netiseringsnivå for motoren, og dermed får man et høyt forhold mellom effekt og vekt og unngår overmetning som forårsaker tap. Den foran beskrevne motorkonstruksjon har der-ved store fordeler.
Dersom signalet fra avfølingsanordningen 85 over-skrider en viss bestemt verdi, vil utgangssignalet fra sam-menlikneren 90, som sammenlikner dette utgangssignal med et referansesignal som fås ved hjelp av en innstillbar motstand 112, ligge på en lav verdi. Som en følge av dette vil ut-gangene 74, 76 og 78 fra OG-portene 116, 117 og 118 ligge på lavt nivå. Dette innebærer at transistorene 65, 6 7 og 6 9 vil gå over til ikke-ledende tilstand, slik at motorens klem-mer 70, 71 og 72 ikke er forbundet med likespenningskildens negative klemme eller leder 63. Denne bortkopling beskytter omformeren mot skader forårsaket av transiente strømmer.
Utgangssignalet fra den spenningsstyrte oscillator 10 9 mates til en tidsinnstillingsanordning eller timer 119, fortrinnsvis en industritimer av standardtype 555, og en divisjonskrets 120. Divisjonskretsen 120 utgjøres fortrinnsvis av en programmerbar teller som er innrettet til å ut-sende et pulstog med en frekvens som er lik inngangssignalets frekvens dividert med en valgt konstant. Timeren 119 utsender et pulstog med en frekvens som er lik frekvensen av utgangssignalet fra oscillatoren 10 9. Pulsbredden styres av utgangssignalet fra den andre reguleringskrets 111. Pulstoget fra timeren 119 mates til OG-porter 121, 122 og 12 3. Pulstoget fra divisjonskretsen 120 danner et klokkesignal til en ringteller 124. I ringtelleren 124 lagres en "1" og fem "0". "l"-verdien forskyves i telleren av pulstoget fra tellerens utgang 125 til utgangen 126, fra denne utgang til utgangen 12 7, videre til utgangen 128, fra denne utgang til utgangen
12 9 og videre til utgangen 130, samt fra denne utgang tilbake til utgangen 125. En sådan forflytning av den i telleren 124 lagrede "1" fra utgangen 125 og tilbake til utgangen 125, tilsvarer en periode av grunnfrekvensen av den spenning som mates til motoren 2. Utgangssignalene fra tellerens 124 utganger 125 - 130 dekodes av ELLER-porter 131, 132 og 133. Utgangssignalet fra en respektiv port ligger halve tiden på høyt nivå og halve tiden på lavt nivå. En logisk signal-inverterer 134 og NAND-porter 135, 136, 137, 138, 139 og 140 er innrettet til å styre motorens 2 rotasjonsretning dersom dette skulle kreves. Utgangssignalene fra portene 131, 132 og 133 mates til OG-portene 116, 117, 118, 121, 122 og 123
for å styre omkoplingstransistorene 64 - 69 i omformeren. Inngangene til portene 116, 117 og 118 er koplet til logiske . signalinverterere 142, 143 og 144.
På grunn av at pulsbredden på pulsene fra timeren 119 er konstant uavhengig av frekvensen dersom signalet fra reguleringskretsen 111 er konstant, vil middelverdien over en halv periode av spenningens grunnfrekevns bli endret samtidig med frekvensen. En ytterligere regulering av middel-spenningen kan oppnås ved å variere pulsbredden som reguleres ved hjelp av reguleringskretsen 111.
Frekvenssignalet fra den frekvensgivende krets, som innmates over lederen 56 til rampegeneratoren 94, danner en børverdi som bestemmer frekvensen og dermed motorens turtall.
For ytterligere å illustrere fordelene med oppfinnelsen, henvises nå til fig. 7-9. Fig. 7 viser virkningsgraden ri for en forholdsvis liten pumpe, eksempelvis med en effekt på 2 - 60 kW, som funksjon av det spesifikke turtall n . Som nevnt har pumpehjulene i konvensjonelle væskepumper et lavt spesifikt turtall n^, eksempelvis mellom 12 og 24 r/min, hvilket innebærer at virkningsgraden ligger mellom 22 og 58 %. Ved de høye spesifikke turtall av den pumperotor som kan benyttes ifølge den foreliggende oppfinnelse, vil virkningsgraden bli maksimal, dvs. over 70 %.
Fig. 8 viser et pumpediagram for en konvensjonell, nedsenkbar pumpe med en effekt på 4 - 10 kw. I diagrammet er inntegnet kurven H for suge- eller trykkhøyden i meter og pumpehjulets tilførte effekt P i kW, hvilken effekt er lik vekselspenningsmotorens avgitte effekt. Av fig. 8 fremgår at to effektområder A henholdsvis B ligger under den maksimale utgangseffekt fra motoren. Disse to områder utnyttes ifølge oppfinnelsen ved at reguleringssystemet automatisk innstiller motoren på merkeffekten, dvs. motoren avgir effekten P max, og dermed vil trykkhøyde H og/eller strømningsmeng-de Q øke slik det fremgår av fig. 9 som gjelder en pumpe med samme motoreffekt, men styrt ifølge oppfinnelsen på en slik måte at et pumpehjul med høyt spesifikt turtall kan utnyttes.
Claims (3)
1. Fremgangsmåte for ved hjelp av en børsteløs vekselspenningsmotor (2) å drive pumpehjulet (5) i en væskepumpe, særlig pumpehjulet i en nedsenkbar pumpe, hvor pumpen arbeider med forholdsvis lav utgangseffekt og høy sugehøyde, idet motoren tilføres energi ved hjelp av en regulerbar, statisk inverter (6) med en utgangsfrekvens av størrelses-orden 100-1000 Hz, og hvis utgangsfrekvens reguleres i avhengighet av styresignaler som er frembrakt ved avføling av belastningen på motoren, KARAKTERISERT VED at de nevnte styresignaler til inverteren (6) regulerer dennes utgangsfrekvens slik at inverteren (6) tilfører motoren (2) i hovedsaken konstant effekt (<p>max)-
2. Væskepumpe for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende et i et pumpehus (1) anordnet pumpehjul (5) som er innrettet til å drives av en børsteløs veksels-spenningsmotor (2) som tilføres energi fra en regulerbar, statisk inverter (6) ved en utgangsfrekvens av størrelses-orden 100-1000 Hz, og organer (85, 87) for avføling av motorens belastning og generering av styresignaler til inverteren for å regulere dennes utgangsfrekvens i avhengighet av motorens belastning, KARAKTERISERT VED at de nevnte organer (85, 87) er innrettet til å regulere inverterens utgangsfrekvens på en slik måte at i hovedsaken konstant effekt (P ) tilføres til motoren,
max
3. Væskepumpe ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at inverteren (6) er anordnet i pumpehuset (1) sammen med motoren (2) og pumpehjulet (5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO884240A NO884240D0 (no) | 1982-07-28 | 1988-09-23 | Fremgangsmaate og innretning for drift av pumpehjulet i en vaeskepumpe. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH4578/82A CH651111A5 (fr) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Installation de pompage et procede de mise en action de celle-ci. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO832608L NO832608L (no) | 1984-01-30 |
NO161709B true NO161709B (no) | 1989-06-05 |
NO161709C NO161709C (no) | 1989-09-13 |
Family
ID=4278712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO832608A NO161709C (no) | 1982-07-28 | 1983-07-18 | Fremgangsm te for drift av pumpehjulet i en vaeskepu hjelp av en boersteloes vekselspenningsmotor, samt vaeskepumpe for utfoerelse ate. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4511312A (no) |
EP (2) | EP0171094B1 (no) |
JP (1) | JPS5925099A (no) |
AT (1) | ATE36788T1 (no) |
AU (1) | AU572098B2 (no) |
BR (1) | BR8303992A (no) |
CH (1) | CH651111A5 (no) |
DE (1) | DE3275687D1 (no) |
DK (2) | DK330283A (no) |
ES (2) | ES524223A0 (no) |
FI (1) | FI75030C (no) |
NO (1) | NO161709C (no) |
ZA (1) | ZA835332B (no) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4678404A (en) * | 1983-10-28 | 1987-07-07 | Hughes Tool Company | Low volume variable rpm submersible well pump |
JPH0631627B2 (ja) * | 1984-07-25 | 1994-04-27 | 株式会社日立製作所 | 回転容積形真空ポンプ装置 |
DE3509072A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-25 | Klaus Dipl.-Ing.(FH) 3200 Hildesheim Metzger | Verfahren zur kavitations-einstellung |
DE3642729C3 (de) * | 1986-12-13 | 1997-05-07 | Grundfos Int | Pumpenaggregat zur Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen |
DE3642726A1 (de) * | 1986-12-13 | 1988-06-23 | Grundfos Int | Drehzahlgeregeltes pumpenaggregat |
DE3642727A1 (de) * | 1986-12-13 | 1988-06-23 | Grundfos Int | Unterwasser-motorpumpe |
EP0297691A1 (fr) * | 1987-06-11 | 1989-01-04 | Acec Energie S.A. | Ensemble moteur-compresseur |
DE3820005C1 (no) * | 1988-06-11 | 1989-10-05 | Grundfos International A/S, Bjerringbro, Dk | |
DE3825035B4 (de) * | 1988-07-09 | 2006-11-23 | Flux-Geräte GmbH | Bürstenloser, elektrisch kommutierter Motor für eine Faß- oder eine Behälterpumpe zum Betieb an einem Wechselspannungsnetz |
US5015151A (en) * | 1989-08-21 | 1991-05-14 | Shell Oil Company | Motor controller for electrical submersible pumps |
JPH04279139A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-05 | Toshiba Corp | 食器洗浄機 |
JP3642578B2 (ja) * | 1993-03-30 | 2005-04-27 | 株式会社荏原製作所 | ポンプ装置 |
KR100344716B1 (ko) * | 1993-09-20 | 2002-11-23 | 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 펌프의운전제어장치 |
JP3216672B2 (ja) * | 1993-10-13 | 2001-10-09 | 株式会社荏原製作所 | 誘導電動機付流体機械 |
JP3373012B2 (ja) * | 1993-10-21 | 2003-02-04 | 株式会社荏原製作所 | ターボ形流体機械の運転制御装置 |
US6053703A (en) * | 1995-06-19 | 2000-04-25 | Ebara Corporation | Control method for displacement-type fluid machine, and apparatus thereof |
JPH094591A (ja) * | 1995-06-19 | 1997-01-07 | Ebara Corp | 容積形流体機械の制御方法及び装置 |
US5673732A (en) * | 1995-07-11 | 1997-10-07 | Fe Petro Inc. | Variable speed pump-motor assembly for fuel dispensing system |
DE19645129A1 (de) * | 1996-11-04 | 1998-05-07 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zum kavitiationsfreien Betrieb einer drehzahlgeregelten Pumpe |
US5955855A (en) * | 1997-04-09 | 1999-09-21 | Medar, Inc. | Method and system for tuning a drive to its coupled motor to minimize motor resonance and sensing device for use therein |
JP3922760B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2007-05-30 | 株式会社荏原製作所 | 流体機械 |
WO1999045273A1 (fr) * | 1998-03-04 | 1999-09-10 | Ebara Corporation | Dispositif de regulation de performances pour machine hydraulique |
WO1999045276A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-10 | Ebara Corporation | Unite de machine hydraulique a commande de vitesse variable |
DE19826292A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-23 | Linde Ag | Verfahren zum Betreiben einer Pumpe zur Förderung siedender Kältemittel oder Kälteträger |
JP2000110735A (ja) * | 1998-10-01 | 2000-04-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ポンプ保護装置、ポンプ保護方法及びポンプ装置 |
DE19943577A1 (de) * | 1999-09-13 | 2001-03-15 | Wilo Gmbh | Pumpengehäuse mit integrierter Elektronik |
CA2405739C (en) | 2000-04-14 | 2006-12-05 | Actuant Corporation | Variable speed hydraulic pump |
DE10063321A1 (de) * | 2000-12-19 | 2002-06-20 | Gfas Mbh Ges Fuer Aufladetechn | Elektrisch angetriebener Strömungsverdichter |
US6534940B2 (en) | 2001-06-18 | 2003-03-18 | Smart Marine Systems, Llc | Marine macerator pump control module |
US6979181B1 (en) * | 2002-11-27 | 2005-12-27 | Aspen Motion Technologies, Inc. | Method for controlling the motor of a pump involving the determination and synchronization of the point of maximum torque with a table of values used to efficiently drive the motor |
EP1737332B2 (en) * | 2004-03-16 | 2020-06-10 | Arçelik Anonim Sirketi | A dishwasher and control method thereof |
US7489484B2 (en) * | 2007-01-03 | 2009-02-10 | Keener Robert M | Protective device for a controlling system of a sewage pump |
GB0703129D0 (en) * | 2007-02-17 | 2007-03-28 | Dlp Ltd | An electrical shower-waste pump and control unit |
US20090196764A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-06 | Fogarty James M | High frequency electric-drive with multi-pole motor for gas pipeline and storage compression applications |
DE102008021498A1 (de) | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Repower Systems Ag | Verfahren zur Fertigung eines Blattanschlusses eines Rotorblatts, ein Blattanschluss und ein Befestigungselement für einen Blattanschluss |
CN103671054B (zh) * | 2013-12-06 | 2016-09-28 | 杭州哲达科技股份有限公司 | 用于流体输配***的无传感恒流变频方法及装置 |
US11162496B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-11-02 | Wayne/Scott Fetzer Company | Pump with external electrical components and related methods |
KR102146281B1 (ko) * | 2018-04-19 | 2020-08-20 | 엘지전자 주식회사 | 배수펌프 구동장치, 및 이를 구비한 세탁물 처리기기 |
KR102085827B1 (ko) * | 2018-04-19 | 2020-03-06 | 엘지전자 주식회사 | 세탁물 처리기기 |
CN108591080A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-28 | 江苏大学 | 一种智能变频调速的高效恒功率低比速潜水泵 |
KR102539460B1 (ko) * | 2018-07-06 | 2023-06-01 | 엘지전자 주식회사 | 세탁물 처리기기 |
US11936276B2 (en) * | 2019-04-19 | 2024-03-19 | Nidec Corporation | Motor-pump with wire harness arrangement for power supplies |
JP2021032193A (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | 株式会社荏原製作所 | ポンプ装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1234927A (fr) * | 1958-09-03 | 1960-07-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Entraînement électrique des soufflantes ou pompes à hélice |
DE1495777B2 (de) * | 1964-02-13 | 1972-02-10 | Farbenfabriken Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von linearen hochmolekularen poly estern |
US3418936A (en) * | 1966-12-05 | 1968-12-31 | Franklin W. Dowdican | Pump |
US3499297A (en) * | 1969-02-20 | 1970-03-10 | John D Ruff | Variable capacity refrigeration system |
US3568771A (en) * | 1969-04-17 | 1971-03-09 | Borg Warner | Method and apparatus for lifting foaming crude by a variable rpm submersible pump |
DE2106789C3 (de) * | 1971-02-12 | 1978-03-02 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Einrichtung zur Steuerung oder Regelung des Ständerstromvektors einer Asynchronmaschine |
JPS5532119B2 (no) * | 1973-10-12 | 1980-08-22 | ||
US3959705A (en) * | 1974-12-27 | 1976-05-25 | Jalal Tawfiq Salihi | Direct current motors with improved commutation |
CA1117409A (en) * | 1978-09-07 | 1982-02-02 | Texaco Development Corporation | Deep well pumping system |
US4259620A (en) * | 1978-10-18 | 1981-03-31 | Westinghouse Electric Corp. | Low cost, variable speed, constant torque induction motor drive |
US4284943A (en) * | 1979-02-13 | 1981-08-18 | Electric Machinery Mfg. Company | Apparatus and method for controlling the speed of an induction motor in a closed-loop system |
US4330238A (en) * | 1980-03-04 | 1982-05-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Automatic actuator for variable speed pump |
CH644478A5 (fr) * | 1981-12-18 | 1984-07-31 | Cerac Inst Sa | Procede et moyens pour alimenter en energie electrique un outil portatif. |
-
1982
- 1982-07-28 CH CH4578/82A patent/CH651111A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1982-11-03 DE DE8282850222T patent/DE3275687D1/de not_active Expired
- 1982-11-03 EP EP85200856A patent/EP0171094B1/en not_active Expired
- 1982-11-03 AT AT85200856T patent/ATE36788T1/de active
- 1982-11-03 EP EP82850222A patent/EP0100390B1/en not_active Expired
-
1983
- 1983-06-01 US US06/499,980 patent/US4511312A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-07-13 JP JP58126289A patent/JPS5925099A/ja active Pending
- 1983-07-18 DK DK330283A patent/DK330283A/da not_active Application Discontinuation
- 1983-07-18 FI FI832614A patent/FI75030C/fi not_active IP Right Cessation
- 1983-07-18 NO NO832608A patent/NO161709C/no unknown
- 1983-07-19 ES ES524223A patent/ES524223A0/es active Granted
- 1983-07-19 ES ES524222A patent/ES524222A0/es active Granted
- 1983-07-21 AU AU17161/83A patent/AU572098B2/en not_active Ceased
- 1983-07-21 ZA ZA835332A patent/ZA835332B/xx unknown
- 1983-07-26 BR BR8303992A patent/BR8303992A/pt unknown
-
1988
- 1988-03-14 DK DK138088A patent/DK138088D0/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK138088A (da) | 1988-03-14 |
ATE36788T1 (de) | 1988-09-15 |
EP0100390B1 (en) | 1987-03-11 |
AU1716183A (en) | 1984-02-02 |
DK330283D0 (da) | 1983-07-18 |
JPS5925099A (ja) | 1984-02-08 |
FI832614A0 (fi) | 1983-07-18 |
ES8405486A1 (es) | 1984-06-16 |
NO832608L (no) | 1984-01-30 |
ZA835332B (en) | 1984-03-28 |
ES8406653A1 (es) | 1984-08-01 |
NO161709C (no) | 1989-09-13 |
EP0100390A3 (en) | 1984-07-25 |
FI832614A (fi) | 1984-01-29 |
DK330283A (da) | 1984-01-29 |
EP0171094A1 (en) | 1986-02-12 |
FI75030C (fi) | 1988-04-11 |
US4511312A (en) | 1985-04-16 |
ES524223A0 (es) | 1984-08-01 |
EP0171094B1 (en) | 1988-08-24 |
EP0100390A2 (en) | 1984-02-15 |
DK138088D0 (da) | 1988-03-14 |
AU572098B2 (en) | 1988-05-05 |
FI75030B (fi) | 1987-12-31 |
CH651111A5 (fr) | 1985-08-30 |
DE3275687D1 (en) | 1987-04-16 |
BR8303992A (pt) | 1984-03-07 |
ES524222A0 (es) | 1984-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO161709B (no) | Fremgangsmaate for drift av pumpehjulet i en vaeskepumpe ved hjelp av en boersteloes vekselspenningsmotor, samt vaeskepumpe for utfoerelse av fremgangsmaate. | |
US6254353B1 (en) | Method and apparatus for controlling operation of a submersible pump | |
JP4012604B2 (ja) | 交流電動機のトルクを制御する方法 | |
EP0978657B1 (en) | Fluid machinery | |
FI80171C (fi) | Kompressordrift. | |
EP0644333B1 (en) | Pump system | |
US6715996B2 (en) | Method for the operation of a centrifugal pump | |
US5667362A (en) | Pump system and method for operating the same | |
US4678404A (en) | Low volume variable rpm submersible well pump | |
US20090087319A1 (en) | Pump system including a variable frequency drive controller | |
JPH0510270A (ja) | ポンプ装置の過負荷防止装置 | |
JPH0861287A (ja) | ポンプ用インバータユニット及びそのユニットを備えたポンプ装置 | |
JP2889499B2 (ja) | ポンプ装置 | |
JPH0510273A (ja) | ポンプ装置の軽負荷及び過負荷運転防止装置 | |
NO884240L (no) | Fremgangsmaate og innretning for drift av pumpehjulet i envaeskepumpe. | |
JPH0510271A (ja) | ポンプ装置の軽負荷運転防止装置 | |
EP0629037B1 (fr) | Procédé et dispositif de régulation de l'alimentation d'un moteur électrique asynchrone | |
SE459269B (sv) | Saett att medelst en borstloes vaexelstroemsmotor driva pumphjulet i en vaetskepump samt en vaetskepump foer att utoeva saettet | |
KR102428848B1 (ko) | 인버터 펌프 | |
JP2001123984A (ja) | 水中モータを原動機とする斜流または軸流ポンプの運転制御方法および装置 | |
SE445759B (sv) | Anordning for reglering av gastrycket i en for leverering av tryckgas avsedd tryckgasvolym ansluten till en kompressor | |
JPH0510272A (ja) | ポンプ装置の過負荷運転防止装置 | |
JPH109186A (ja) | インバータ内蔵工事用水中ポンプ | |
JPH04317600A (ja) | 自家用発電装置 | |
SE431810B (sv) | Forfarande och anordning for styrning av en borstlos vexelstromsmotor |