[发明专利]可变速控制的泵系统

权利要求书

1、一种可变速泵系统包含：

(a)具有液流调节装置并至少具有泵功能的水力机械；

(b)与所述水力机械相连并至少包含使所述水力机械旋转的电动机功能的旋转机；

(c)向所述旋转机提供交流驱动电源的频率变换器；和

(d)根据外部单元的指令信号或与该指令信号相应的信号、控制所述旋转机可变速工作的控制系统，

(e)所述控制系统包含：1)控制所述旋转机的输出与指令信号相对应的电力控制系统，2)输出校正信号给所述电力控制系统使所述水力机械旋转在与指令信号相应的正确转速上的转速控制系统，和3)控制所述水力机械的液流调节装置使所述液流调节装置的开口量与指令信号相对应的液流调节控制系统；其特征在于：

(f)当与所述旋转速度控制系统的时间常数相比较时，所述电力控制系统有一个小到可忽略的时间常数；

(g)所述液流调节控制系统和/或所述转速控制系统具有设定传输函数的装置，其设定成当所述水力机械的转速增加时，其机械负载不会减少，当所述水力机械的转速下降时，其机械负载不会增加。

2、如权利要求1所述变速泵系统，其特征在于所述旋转机是发电机-电动机，而所述水力机械是水泵-水轮机。

3、一种可变速泵系统包含：

（a）具有液流调节装置并至少具有泵功能的水力机械;

（b）与水力机械连接并至少具有电动机功能以驱动所述水力机械旋转的旋转机;

（c）向所述旋转机提供交流驱动电源的频率变换器;和

（d）按照外部单元的指令信号或与该指令信号相应的信号控制所述旋转机可变速工作的控制系统，所述控制系统包含：1）控制所述旋转机的输出使与指令信号和校正信号相对应的电力控制系统，2）输出校正信号给所述电力控制系统使所述水力机械旋转在与指令信号相应的正确的转速上的转速控制系统，3）控制所述水力机械的所述液流调节装置以使所述液流调节装置的开口量与指令信号相对应的液流调节控制系统;其特征在于：

（e）与所述转速控制系统的时间常数相比较、所述电力控制系统具有小到可忽略的时间常数;

（f）所述液流调节控制系统的响应（dy/dt）和所述转速控制系统的响应（dn/dt）设置得使下面的不等式至少有一个成立：

其中y是所述液流调节装置的无量纲的开口量，n是所述水力机械的无量纲的旋转速度，Pp是所述水力机械的无量纲的功率输入，而h是无量纲的总动态落差。

4、如权利要求3所述可变速泵系统，其特征在于所述旋转机是发电机-电动机，而所述水力机械是水泵-水轮机。

5、一种可变速泵系统，包含：

（a）具有液流调节装置并至少具有泵功能的水力机械;

（b）与水力机械连接并至少具有电动机功能以驱动所述水力机械旋转的旋转机;

（c）向所述旋转机提供交流驱动电源的频率变换器;

（d）按照外部单元的指令信号或与该指令信号相应的信号控制所述旋转机变速工作的控制系统，所述控制系统包含：1）控制所述旋转机的输出使与指令信号和校正信号相对应的电力控制系统，2）输出校正信号给所述电力控制系统使所述水力机械旋转在与指令信号相应的正确的转速上的转速控制系统，3）控制所述水力机械的所述液流调节装置使所述液流调节装置的开口量与指令信号相对应的液流调节控制系统;其特征在于：

（e）与所述转速控制系统的时间常数相比、所述电力控制系统具有小到可忽略的时间常数;

（f）所述液流调节控制系统的响应（dy/dt）和所述转速控制系统的响应（dn/dt）设置得使下面的不等式成立：

其中y是所述液流调节装置的无量纲的开口量，n是所述水力机械的无量纲的转速，Pp是所述水力机械的无量纲功率输入，而h是无量纲的总动态落差。