[发明专利]用于转速可变地调节容积泵设备的方法和调节装置以及容积泵组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于调节装置来转速可变地调节用于输送流体的容积泵设备(Verdr?ngerpumpenaggregat)的方法，该容积泵设备包括容积泵(Verdr?ngerpumpe)和驱动装置，其中，该驱动装置包括设有定子和转子的电气驱动马达以及频率转换器(有时也称为变频器)，其中，通过调节装置将容积泵的调节变量调节到理论值上；以及本发明涉及一种用于执行该方法的合适的调节装置和相应的容积泵组件。

背景技术

在中压至高压且在很小的输送量的情况下经常使用容积泵来输送流体，即液体或气体。通常将电气的异步马达与前置的频率转换器一起使用为驱动装置且结合构造为过程调节器(Prozessregeler)的调节装置以用于转速可变地运行异步马达。通过转速可变的运行可利用测量作为容积泵的调节变量的最终压力(Enddruck)在输送量改变时实现压力的调节。通常，除了本来的调节之外，调节装置附加地设置成用于控制任务、监视任务和/或诊断任务。通常单独地实施频率转换器和调节装置。为了避免过压且为了快速地减压，在传统的容积泵组件中在压力侧单独地使用过压阀。取决于驱动情况，在没有过压阀促动作用的情况下，抵抗滑阀关闭来开动(Anlaufen)驱动装置是不可能的。在输送量等于零的情况下(即所谓的零输送量)维持所要求的压力对于传统的组件是不可能的。因此在开启滑阀时对调整压力所需要的时间将增加。

此外已知一种用于以无传感器的方式来调节同步磁阻马达的转子角位置或转子位置(后面简称为位置)和转速的方法。同步磁阻马达的转速和位置以及同步磁阻马达的转矩的转速通过形成扭矩的电流分量可作为状态值供支配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于转速可变地调节容积泵设备的方法，该方法提高了调节的动态性并且更少地需要组件的单个部件；并且提供一种用于执行该方法的合适的调节装置以及相应的容积泵组件。

根据本发明，该目的利用这样的方法来解决，即在其中，通过调节装置来探测至少一个由驱动装置支配的状态值尤其驱动马达的转矩和/或位置并且通过调节装置从该至少一个状态值中来确定容积泵的调节变量，以便在没有使用传感器的情况下将容积泵设备调节到理论值上。尤其将最终压力和所输送的流体体积设置为容积泵的调节变量。有利地，探测驱动马达的转矩和位置作为驱动装置的状态值。通过根据本发明的方法实现调节到理论值上，这种调节完全应付得了没有用传感器来探测调节变量的情况并且纯粹基于由驱动装置提供的状态值。

此外，调节装置设置成用于控制任务、监视任务和/或诊断任务。在该申请中，在没有限制装置的总的功能性的情况下简化地使用概念调节装置。根据本发明，还可集成地实施频率转换器和调节装置。

该方法的一种设计方案设置成通过调节装置来确定作为容积泵的调节变量的最终压力，以便在没有使用传感器的情况下将容积泵设备调节到最终压力理论值上。由此实现调节到最终压力理论值上，这种调节应付得了没有用传感器来探测最终压力的情况。

根据本发明的一种设计方案设置成借助于容积泵设备的存储在调节装置中的马达扭矩与最终压力的相关性来调节容积泵的最终压力。调节装置和/或与调节装置集成地实施的驱动装置通过这样的压力模型来针对相应的容积泵进行参数调节或者与相应的容积泵相匹配。经由调节马达扭矩来调节泵的最终压力。将存储在调节装置中的马达扭矩与最终压力的相关性设置成呈特征曲线、数值表等的形式。还设置有根据公式的(formelmaessig)相互关系并且该相互关系可储存在设置在调节装置中的存储装置中。马达扭矩与最终压力之间的简单的线性的相互关系已经证明为适宜的且以一阶近似(in erster N?herung)是足够的，该相互关系利用最终压力的实际值p_ist、马达扭矩的实际值M_ist以及常量k₁通过下面的等式给定：

p_ist=k₁·M_ist   (等式1)。

为了精确地测定最终压力，已经证实可通过调节装置来附加地探测马达的转速。对于起动过程(Anfahrvorgang)，可通过这样的动态的压力模型在考虑了动态的扭矩份额(由马达惯性常数                                               与转速ω_ist的导数的乘积形成)的情况下根据下面的等式实现压力测定：

  (等式2)。