[发明专利]泵系统和用于操作该系统的方法

说明书

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.119和35U.S.C.365，本申请要求2011年3月18日提交的，申请号为10-2011-0024558的韩国专利申请的优先权，其全文通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种泵系统，尤其涉及这样一种泵系统和用于操作该泵系统的方法：其设计为当泵在无流量状态下处于空载运行时，通过使电动机进入睡眠模式而避免由电动机的空载运行造成的不必要的能耗。

背景技术

在使用风机或者泵控制主要流速和液压的应用领域中，利用多种电动机来控制流速、液压、气流或者风压。通常地，对于在加热、通风和空调(HAVC)市场中使用的电动机，存在一些特定的要求以满足诸如建筑通信协议等的周围环境。而且，在用作控制器的逆变器中可以包括应对电动机被置于潮湿环境中的情况的技术。从终端用户的角度来看，这意味着一个控制器在所有的情况中进行自我调节以使得能耗最小。此外，其可以导致减少的设备成本和对于相同的整个系统的减少的总体持有成本(TOC)。

在现有技术的交流(AC)电动机驱动系统的情形中，商业电源的功率的电压和频率是变化的，并且然后被供应至AC电动机。因此，AC电动机驱动系统是可变速电动机驱动系统，其中能够以高效率控制电动机转度和扭矩。在这种AC电动机驱动系统中，可以使用单独的逆变器控制器来控制主要用于调节风机或者泵的流速和液压的多种电动机。

通常地，诸如逆变器的控制器根据反馈所接收到的过程控制变量通过使用嵌入式比例积分微分(PID)控制器基于PID来控制一个主电动机。如果必须的话，可以采用辅助电动机，并且可以控制用于共同操作的外部信号，并且可以恒定地保持反馈控制变量。

在基于多电动机控制(MMC)的操作控制期间，当预设的流速或者液压不足或者过量以使得仅通过一个主电动机不可能控制时，自动地打开或者关闭辅助电动机。在这种情形中，优点是用户能够通过使用控制器节省能耗。如果负载量小时，可以通过使用睡眠以及唤醒模式设定前面提到的经济运行。

在现有技术中的泵系统中，控制器将以下视为睡眠模式：

1)对于运行频率等于或者低于满足睡眠条件的睡眠频率；

2)对于保持停止的逆变器的所有多重控制辅助电动机；

3)对于主反馈电平小于预设电平；

4)经过的时间等于或者长于由用户设定的稳定系统延迟时间。

在现有技术中，如果满足了所有的上述条件，正常的睡眠以及唤醒操作能够节省能量。当控制器判定出在一定的负载下所需的控制变量是足够的时，控制器暂停输出并且逆变器停止系统。在这种情形中，如果负载量随着时间再次增加，那么控制器通过检查负载检测传感器而操作用于适于负载量的运行的逆变器。

图1是图示出上述睡眠模式操作和唤醒操作顺序的图。

参照图1，在目前应用的多数负载中，睡眠和唤醒操作是以上述方式进行的。然而，当尽管负载量小但由于泵特性使得实际的频率未达到睡眠频率时，即使当负载量小时，没有进行睡眠模式转换。

发明内容

实施例提供了这样一种泵系统和用于操作该泵系统的方法：其设计为当泵由于无流量状态处于空载运行时，自动地转换泵电动机运行模式。

实施例还提供了这样一种泵系统和用于操作该泵系统的方法：其设计为当泵在无流量状态下处于空载运行时，避免由于空载运行造成的不必要的能耗。

本公开的范围和宗旨并不限于上文所述，并且从下文的说明书中本领域技术人员将清楚地理解此处未描述的其他特征。

在一个实施例中，泵系统包括：AC(交流)电动机，其用于操作作为负载的泵；转换器，其用于接收AC电力并且将所述AC电力转换成DC(直流)电源；平滑单元，其用于平滑由所述转换器转换的DC电压；逆变器，其用于将由所述平滑单元输出的所述DC电压转换为AC电压；伏特/赫兹脉冲宽度调制控制器，其将切换电压施加至所述转换器的半导体切换装置；以及主控制器，当所述AC电动机运行时所述主控制器根据负载改变运行频率，并且在判定出负载运行状态之后将所述AC电动机置为睡眠状态，其中，所述主控制器根据输入至所述逆变器的DC电压和从所述逆变器输出的三相电压收集相电流数据，并且输出电压指令V*和频率指令f*至所述伏特/赫兹脉冲宽度调制控制器。