具有调节工作范围的控制功能部的压缩机或泵和工作方法与流程

文档序号:20081268发布日期:2020-03-10 10:41阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种压缩机或泵,所述压缩机或泵包括:至少一个压缩机元件或泵元件(2),所述压缩机元件或泵元件用于将流体加压供应到这种加压流体的消费者(4)的网络(3);与压缩机元件或泵元件(2)联接的马达(5),其中压缩机或泵(1)设计成在一定标称工作范围内操作,所述标称工作范围由在标称工作条件下压缩机或泵(1)的控制参数的最大允许值和最小允许值之间的标称控制范围确定,并且压缩机或泵配备有控制功能部(8),所述控制功能部(8)具有基本控制功能部(8a),所述基本控制功能部(8a)用于根据压缩机的位于在设计期间设定的压缩机或泵(1)的标称设定工作范围内的期望的设定工作点(14)对一个或多个控制参数(q、pw)进行的标称调节,

其特征在于,所述控制功能部(8)还设置有附加控制功能部(8b),所述附加控制功能部(8b)用于静态或动态调节工作范围极限值,其中所述一个或多个控制参数的标称控制范围(11、17)根据压缩机或泵(1)的偏离标称工作条件的实际工作条件来调节。

2.根据权利要求1所述的压缩机或泵,其特征在于,在标称设计条件下,马达(5)的标称功率大于压缩机元件或泵元件(2)的标称功率。

3.根据权利要求2所述的压缩机或泵,其特征在于,所述附加控制功能部(8b)使得如果实际工作条件偏离标称工作条件则通过降低所述控制参数的标称控制范围(11、17)的最大极限和/或通过增加所述标称控制范围(11、17)的最小极限来减少至少一个控制参数的控制范围(11、17),在没有所述附加控制功能部(8b)的情况下则将使得:

-压缩机或泵(1)将由于马达(5)缺乏能够驱动压缩机元件或泵元件(2)的动力而停止,或者无法启动;

-或者压缩机或泵(1)可能在其允许的工作范围之外运行。

4.根据权利要求3所述的压缩机或泵,其特征在于,所述压缩机或泵具有可调节的可变转速(n)或流量和/或具有可调节的工作压力(pw),并且所述基本控制功能部(8a)被配备成通过在由最小标称流量(qmin)和最大标称流量(qmax)或最小转速(nmin)和最大转速(nmax)或最小入口压力(pimin)和最大入口压力(pimax)或最小控制压力(prmin)和最大控制压力(prmax)限定的设定的标称控制范围(11)内控制一个或多个基础控制参数来控制流量(q),和/或在由设定的标称最小工作压力(pwmin)和标称最大工作压力(pwmax)限定的设定的标称控制范围(17)内控制工作压力(pw),并且所述附加控制功能部(8b)设置成用于控制控制范围中的一个或多个,所述基础控制参数例如为转速(n)、入口压力(pi)和控制压力(pr)。

5.根据权利要求4所述的压缩机或泵,其特征在于,所述控制功能部(8)配备有用于确定功率(5)的可用功率相对于压缩机元件或泵元件(2)在实际工作条件下的吸收功率的功率富余的装置,并且所述附加控制功能部(8b)使得其能够根据功率富余借助于一个或多个基础控制参数调节流量(q)的设定的标称工作范围/控制范围(11、17),所述基础控制参数例如为转速(n)、入口压力(pi)、控制压力(pr)和/或工作压力(pw)。

6.根据权利要求5所述的压缩机或泵,其特征在于,当在高的转速(n)或流量(q)的情况下所述功率富余很可能变得小于设定值时,可调节流量和/或可调节工作压力(pw)的最大极限(nmax或qmax、pwmax)减小。

7.根据权利要求5或6所述的压缩机或泵,其特征在于,当在低的转速(n)或流量(q)的情况下所述功率富余很可能变得小于设定值时,所述可调节转速(n)或可调节流量(q)的控制范围(11)的最小极限(nmin或qmin)增加和/或工作压力(pw)的控制范围(17)的最大极限(pwmax)减小。

8.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机或泵,其特征在于,控制功能部(8)配备有设定装置(13),所述设定装置(13)用于设定或测量不是控制参数的至少一个工作参数,并且附加控制功能部(8b)使得一个或多个控制参数的控制范围(11、17)根据所述工作参数的设定或测量值在所述工作参数的设定或测量值偏离标称工作条件的情况下被静态地或动态地调节以防止:

-压缩机或泵(1)将由于马达(5)缺乏能够驱动压缩机元件或泵元件(2)的动力而停止,或者无法启动;

-或者压缩机或泵(1)可能在其允许的工作范围之外运行。

9.根据权利要求8所述的压缩机或泵,其特征在于,所述可设定或测量的工作参数是选自以下非限制性列表的参数或参数组合:

-大气条件,例如海拔(h)、大气压力、大气温度、大气湿度等;

-用于冷却压缩机或泵(1)的可用冷却能力;

-压缩气体的温度;

-马达(5)的冷却温度;

-在配备涡轮的内燃机马达的情况下,马达(5)的涡轮的温度;

-用于驱动压缩机或泵(1)的可用的一个或多个能源;

-所述一个或多个能源的可用容量;

-马达(5)的负载。

10.根据权利要求8或9所述的压缩机或泵,其特征在于,针对每个静态工作参数,控制功能部(8)包括表格或图表(12),将由附加控制功能部(8b)施加的控制范围(11、17)的调节能够根据待设定或测量的工作参数的值从所述表格或图表(12)推导出。

11.根据权利要求8或9所述的压缩机或泵,其特征在于,针对每个动态工作参数,控制功能部(8)设置有附加控制功能部(8b),所述附加控制功能部(8b)包括控制回路,通常是pid,所述控制回路将根据相对于工作参数的期望值的偏差动态地调节一个或多个控制参数的控制范围(11、17)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机或泵,其特征在于,所述压缩机或泵是移动式压缩机或泵(1)。

13.一种用于控制压缩机或泵的方法,所述压缩机或泵包括:至少一个压缩机元件或泵元件(2),所述压缩机元件或泵元件用于将流体加压供应到这种加压流体的消费者(4)的网络(3);与马达(5),其中压缩机或泵(1)设计成在一定标称工作范围内操作,所述标称工作范围由压缩机或泵(1)的控制参数的最大允许值和最小允许值确定,并且压缩机或泵配备有控制功能部(8),所述控制功能部(8)具有基本控制功能部(8a),所述基本控制功能部(8a)用于根据压缩机的位于在设计期间设定的压缩机的标称设定工作范围内的期望的设定的控制参数(pwset、qset)或期望的设定工作点(14)在标称的设定的控制范围(11、17)内对一个或多个控制参数(q、pw)进行的标称调节,

其特征在于,当实际工作条件偏离标称工作条件或位于压缩机或泵(1)的标称工作范围之外时,应用附加控制步骤以用于根据压缩机或泵(1)的实际工作条件对一个或多个控制参数(q、n、pi、pr、pw)的标称控制范围(11、17)进行静态或动态调整。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法应用于具有马达(5)的压缩机或泵(1),在标称设计条件下,所述马达(5)的标称功率大于压缩机元件或泵元件(2)的标称功率。

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述附加控制步骤旨在如果实际工作条件偏离标称工作条件则通过降低所述控制参数的标称控制范围(11、17)的最大极限和/或通过增加所述标称控制范围(11、17)的最小极限来减少至少一个控制参数(q、n、pi、pr、pw)的控制范围,在没有所述附加控制步骤的情况下则将使得:

-压缩机或泵(1)将由于马达(5)缺乏能够驱动压缩机元件或泵元件(2)的动力而停止,或者无法启动;

-或者压缩机或泵(1)可能在其允许的工作范围之外运行。

16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述方法应用于具有可变流量(q)和/或具有可控工作压力(pw)的压缩机或泵(1),并且所述基本控制功能部(8a)被配备成通过在由最小标称流量(qmin)和最大标称流量(qmax)或最小转速(nmin)和最大转速(nmax)或最小入口压力(pimin)和最大入口压力(pimax)或最小控制压力(prmin)和最大控制压力(prmax)限定的设定的标称控制范围(11)内借助于一个或多个基础控制参数来控制流量(q)或工作压力(pw),和/或在由标称最小工作压力(pwmin)和标称最大工作压力(pwmax)限定的设定的标称控制范围(17)内控制工作压力(pw),并且其中在所述附加控制步骤中控制控制范围(11、17)中的一个或多个,所述基础控制参数例如为转速(n)、压缩机或泵的入口处的入口压力(pi)和控制压力(pr)。

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在所述附加控制步骤之前,相对于压缩机元件或泵元件(2)的吸收功率确定马达(5)的可用功率的功率富余,并且根据所述功率富余借助于基础控制参数(n、pi、pr)中的一个调节流量(q)的设定的标称工作范围(11)或工作压力(pw)的控制范围(17)。

18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,当在高的转速(n)或流量(q)的情况下所述功率富余很可能变得小于设定值时,所述附加控制步骤包括减小可调节转速(n)或可调节流量(q)和/或可调节工作压力(pw)的最大极限(nmax、qmax、pwmax)。

19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,当在低的转速(n)或流量(q)的情况下所述功率富余很可能变得小于设定值时,所述附加控制步骤包括增加所述可调节转速(n)或可调节流量(q)的控制范围(11、17)的最小极限(nmin或qmin)和/或减小工作压力的控制范围的最大极限(pwmax)。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括监测至少一个工作参数的步骤,并且所述附加控制步骤包括根据被监测的所述工作参数的值或条件在所述值或条件偏离标称工作条件的情况下调节一个或多个控制参数(q、n、pi、pr、pw)的控制范围(11、17)以防止:

-压缩机或泵(1)将由于马达(5)缺乏能够驱动压缩机元件或泵元件(2)的动力而停止,或者无法启动;

-或者压缩机或泵(1)可能在其允许的工作范围之外运行。

21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,被监测的所述工作参数是选自以下非限制性列表的参数或参数组合:

-大气条件,例如海拔(h)、大气压力、大气温度、大气湿度等;

-用于冷却压缩机或泵(1)的可用冷却能力;

-压缩气体的温度;

-马达(5)的冷却温度;

-在配备涡轮的内燃机马达的情况下,马达(5)的涡轮的温度;

-用于驱动压缩机或泵(1)的可用的一个或多个能源;

-所述一个或多个能源的可用容量;

-马达(5)的负载。

22.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,针对每个静态工作参数,所述附加控制步骤使用表格或图表(12),将由所述附加控制步骤应用的控制范围(11、17)的调节能够根据被监测的所述工作参数的值或条件从所述表格或图表(12)被推导出。

23.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,针对每个动态工作参数,所述附加控制步骤包括控制回路,通常是pid,所述控制回路将根据相对于工作参数的期望值的偏差动态地调节控制参数中的一个或多个的控制范围(11、17)。

24.根据前述权利要求13至23中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法应用于移动式压缩机或泵(1)。

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