[发明专利]用于离心泵的机械和/或液压状态的自诊断的方法

说明书

本发明涉及一种用于离心泵、特别是循环泵的机械和/或液压状态的自诊断的方法。泵控制器包括马达的数学模型，以便确定泵的机械泵功率和实际速度，并且另外提供了操作点模块，用于基于泵速度和机械泵功率来估计泵的操作点。将针对限定的泵速度使用马达的模型确定的机械泵功率与估计的机械泵功率进行比较，以用于泵的自诊断，其中估计的机械泵功率通过针对限定的泵速度逆向所述操作点模块来确定。

技术领域

本发明涉及一种用于离心泵、特别是循环泵的液压和/或机械状态的自诊断的方法。

背景技术

当今的低功率离心泵配备有变频器和速度调节，用于根据需要调节速度并因此调节泵功率。为了控制或确定所需的期望速度，泵控制器需要关于泵的当前操作点（输送速率Q和输送压头H）的信息。然而，为了节省制造成本，现代离心泵被制造成不具有专用的流量传感器和/或压力传感器。相反，泵控制器必须使用操作点模块并基于泵的实际机械功率和所实现的速度来估计当前操作点。两个输入数据项都是使用马达的数学模型获得的，该数学模型相对于泵冗余地运行在泵控制器处理器上。

利用操作点模块估计的结果的质量尤其取决于保存在泵存储器中的参考值或参数，这些参考值或参数利用结构相同的参考泵来确定并且保存在泵控制器中。由于在批量生产中，通常仅在随机采样的基础上为选定的示例生成参考值，因此制造公差可能意味着这些值对于某些单独的泵来说太不准确。在这种情况下，在初始调试时和在正在进行的操作期间，可能期望这些参考值的后续优化。此外，磨损现象也可能导致错误的结果。

发明内容

因此，本发明的目的在于通过一种自诊断功能扩展泵控制，该自诊断功能可以识别操作点估计中的误差，并因此在早期阶段检测磨损现象，或者可以进行随后的参数优化。

该目的通过根据基本方案的特征的方法来实现。该方法的有利配置构成优选方案的主题。

因此，提出了一种用于诊断离心泵的机械和/或液压状态的方法。根据本发明的方法主要设计用于循环泵，但是本发明的核心方面可以应用于而不限于开放式液压回路中的离心泵。为了简单起见，下面将始终参考循环泵，所提供的解释同样可适用于开放回路中的离心泵。

该方法用于离心泵，特别是循环泵，其为泵控制器提供了实施的马达模型，用于确定机械泵功率和所实现的泵速度。此外，泵控制器包括用于基于泵速度和机械泵功率来估计泵的操作点的操作点模块。操作点模块通常在泵控制器软件中实现。

根据本发明，为了诊断机械和/或液压泵状态，提出了借助于马达模型针对限定的泵速度确定机械泵功率，并且将其与估计的机械泵功率进行比较，所述估计的机械泵功率是通过基于限定的泵速度对操作点模块逆向执行的操作点估计来确定的。

最后，在此使用泵控制器的常规马达模型，其基于所实现的实际速度在正在进行的泵操作期间建立并输出机械泵功率。此外，预期的操作点模块用于与最初预期估计操作点不同的目的，即估计当前输送速率或输送压头，以便基于限定的速度建立由操作点模块估计的机械泵功率。通过与对应于实际泵功率的马达模型的输出机械泵功率比较，可以针对操作点的估计来评估操作点模块的精度。

在初始调试时并且在估计模块中使用的参数或参考值的正确配置的情况下，估计的机械泵功率应当对应于由马达模型确定的机械泵功率。相反，如果出现偏差，则泵控制器可以相应地推断在离心泵或循环泵中存在误差。

根据优选实施例，将用于限定的泵速度的预期输送速率和/或输送压头馈送至操作点模块，以用于确定估计的机械功率。优选使用亲和力定律建立预期输送速率和/或输送压头。特别地，这里诉诸于亲和力定律的陈述，根据该定律，输送速率与速度的增加成比例，而输送压头与速度变化的平方成比例地增加。通过利用这些定律，可以使得限定的速度基于这样的事实，即，输送速率或输送压头也相应地相对于针对先前速度值所估计的输送速率或输送压头而变化，所述限定的速度表示相对于先前速度的给定速度变化。