[发明专利]离心泵组

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心泵组，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。

背景技术

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。

发明内容

因此，本发明的目的在于，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。

根据本发明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。根据本发明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ρ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，在根据本发明的控制装置中对该区域设置了另外的调节策略。也就是说，根据本发明，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()。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ρ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，根据本发明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。