專利名稱：具有開關(guān)裝置的離心泵總成的制作方法
具有開關(guān)裝置的離心泵總成
本發(fā)明涉及一種離心泵總成，它由泵和驅(qū)動馬達(dá)組成和與開關(guān)裝置 連接，其中開關(guān)裝置通過數(shù)據(jù)線與微機(jī)連接，開關(guān)裝置利用開關(guān)機(jī)構(gòu)開 關(guān)驅(qū)動馬達(dá)和配有用于一個(gè)第一電壓電源的連接器并且涉及一種用于 運(yùn)行這種離心泵總成的方法。
通過DE-A-2756916已知一種這種類型的離心泵總成和一種并列運(yùn) 行的離心泵總成的裝置。離心泵總成的這種裝置可以用于非常不同的、 其中需要維持一定的輸送壓力的管道系統(tǒng)中。 一個(gè)單獨(dú)的轉(zhuǎn)速可改變的 離心泵與一個(gè)線性的PID調(diào)節(jié)器和一個(gè)變頻器連接，作為調(diào)節(jié)泵負(fù)責(zé)維 持輸送壓力。在輸送需求改變情況下，該輸送需求位于該轉(zhuǎn)速可改變的 調(diào)節(jié)泵的功率范圍之外，將在負(fù)壓下接通輔助泵和在超壓下切斷輔助
有固定轉(zhuǎn)速的輔助泵的結(jié)構(gòu)比具有專用驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié) 泵更簡單，所述驅(qū)動馬達(dá)要與控制機(jī)構(gòu)和復(fù)雜的調(diào)節(jié)器連接。
對于這種多泵裝置，制造者在結(jié)構(gòu)上準(zhǔn)備了各種不同的離心泵總 成。此外這種裝置需要相當(dāng)高的電氣布線費(fèi)用，以便可靠地連接多個(gè)離 心泵總成和可靠地連接到復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。這種裝置的另 一 個(gè)缺陷是 依賴中央微機(jī)，后者出現(xiàn)故障時(shí)會影響整個(gè)多泵裝置。
本發(fā)明要解決的問題是開發(fā)一種離心泵總成，它可以有選擇地作為 轉(zhuǎn)速固定的或轉(zhuǎn)速受調(diào)節(jié)的離心泵總成以很小的布線費(fèi)用在單獨(dú)運(yùn)行 中或在多泵設(shè)備中使用和在靈活的可擴(kuò)展性情況下支持防故障的運(yùn)行。
該問題的解決方案在于， 一個(gè)微機(jī)集成在開關(guān)裝置中和控制該開關(guān) 機(jī)構(gòu)，開關(guān)裝置配有至少 一個(gè)信號輸入端和用于至少 一個(gè)串行總線系統(tǒng) 的連接器，微機(jī)與信號輸入端和總線系統(tǒng)的連接器連接，開關(guān)機(jī)構(gòu)接通 或斷開設(shè)置在開關(guān)裝置上的驅(qū)動馬達(dá)連接器和/或驅(qū)動馬達(dá)的電流和在 驅(qū)動馬達(dá)和/或開關(guān)裝置中設(shè)有用于傳遞信號的機(jī)構(gòu)。有利的是開關(guān)裝置 作為驅(qū)動馬達(dá)的組成部分進(jìn)4亍構(gòu)造。
一個(gè)具有集成的開關(guān)機(jī)構(gòu)和微機(jī)的驅(qū)動馬達(dá)的和可能連接到一個(gè) 串行總線系統(tǒng)上的這種標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展了由此裝配的離心泵總成的 使用范圍，同時(shí)減小了安裝費(fèi)用，并且通過開關(guān)裝置配置有用于一個(gè)第二電壓電源的連接器的設(shè)計(jì)，使得這種離心泵總成可以與不同的電壓電 源連接。
在驅(qū)動馬達(dá)中設(shè)置開關(guān)機(jī)構(gòu)節(jié)省了開關(guān)柜的空間和通過集成的微 機(jī)防止了對上位的中央控制機(jī)構(gòu)的依賴。它改善了這種離心泵總成的故 障安全性。
按照其它的實(shí)施例，開關(guān)機(jī)構(gòu)在不同的電壓電源之間或在具有固定 的和可變頻率的電壓電源之間對驅(qū)動馬達(dá)進(jìn)行切換。通過切換到一個(gè)可 替代的電壓電源上使得離心泵總成的功能在電壓電源出現(xiàn)故障時(shí)也能 夠得到保證。
已經(jīng)證明有利的是，將開關(guān)裝置的用于一個(gè)第二電壓電源的連接器 與一個(gè)變頻器相連接，利用兩個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)在電壓電源之間換接和將微機(jī) 通過總線系統(tǒng)與該變頻器或一個(gè)調(diào)節(jié)裝置連接。在使用一個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)的 情況下，該開關(guān)機(jī)構(gòu)也可以按照換接開關(guān)的方式作用，只進(jìn)行一種直接 的開關(guān)。利用兩個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，開關(guān)過程的隨時(shí)間的變化可以單獨(dú)地通 過微機(jī)與相應(yīng)的情況相匹配。 一 個(gè)針對離心泵總成的接通或斷開請求或 一個(gè)在不同的電壓電源之間的換接請求可以通過總線系統(tǒng)由 一 個(gè)變頻 器或一個(gè)調(diào)節(jié)裝置傳遞到離心泵總成的開關(guān)裝置上。
由以下措施得到 一個(gè)好處，即在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)或微機(jī)的總線連 接中出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，離心泵總成可以切換到 一個(gè)固定頻率的電壓電源上。
一個(gè)備選的實(shí)施例規(guī)定，在相反的電流流動方向情況下變頻器連接 到驅(qū)動馬達(dá)連接器上和該驅(qū)動馬達(dá)和另 一個(gè)驅(qū)動馬達(dá)連接到用于第一 和第二電壓電源的連接器上。由此在一個(gè)開關(guān)裝置上可以連接兩個(gè)驅(qū)動
一按照另二個(gè)實(shí)施;列,、、開關(guān)裝置具有'用于測量和;或存。儲馬達(dá)電流值，
馬達(dá)電壓值和/或功率因數(shù)值的機(jī)構(gòu)。通過這種功率數(shù)據(jù)的記錄可以實(shí)現(xiàn)
一種附加的馬達(dá)監(jiān)控。
此外規(guī)定，開關(guān)裝置具有用于監(jiān)控和/或診斷功能的機(jī)構(gòu)。由此可以 采集，確定和監(jiān)控與泵和/或驅(qū)動裝置相關(guān)聯(lián)的不同的參量。此外開關(guān)裝 置可以具有操作/輸入機(jī)構(gòu)和/或顯示/輸出機(jī)構(gòu)。操作/輸入機(jī)構(gòu)的示例包
括輸入端按鍵，DIP開關(guān)，信號輸入端，顯示/輸出機(jī)構(gòu)的示例包括顯示 器，多色LED,信號輸出端和繼電器輸出端。在一種多泵裝置中，總線系統(tǒng)以有利的方式連接每個(gè)驅(qū)動馬達(dá)的開 關(guān)裝置，由此微機(jī)相互間處于作用連接。優(yōu)選其中一個(gè)開關(guān)裝置作為一 種優(yōu)先的開關(guān)裝置進(jìn)行構(gòu)造。離心泵總成由此可以以靈活的方式設(shè)置到 一個(gè)多泵設(shè)備，如例如一個(gè)升壓設(shè)備上，在該設(shè)備中這些泵受優(yōu)先的開 關(guān)裝置控制地按照需要被接通或斷開。
開關(guān)裝置可以配有用于傳導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)電壓的機(jī)構(gòu)。由此在一個(gè)多
泵i殳備中一個(gè)電壓如一個(gè)固定的或可變頻率的電壓電源的電壓可以/人 開關(guān)裝置到開關(guān)裝置地轉(zhuǎn)接。其它的實(shí)施例規(guī)定，開關(guān)裝置配有用于傳 導(dǎo)變頻器電壓的固定的或可控制的機(jī)構(gòu)和/或開關(guān)機(jī)構(gòu)接通或斷開變頻 器電壓至驅(qū)動馬達(dá)的電流。這可以構(gòu)造一種具有與各單個(gè)驅(qū)動馬達(dá)暫時(shí) 配置的變頻器電壓的多泵裝置，這些驅(qū)動馬達(dá)由此在轉(zhuǎn)速受調(diào)節(jié)下被接 通或斷開，同時(shí)具有短的連接器線路長度。
按照一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)同步單元在具有固定頻率的和/或可變頻率的 兩個(gè)電壓電源之間確定相應(yīng)的相位值和頻率值和在相同的相位值和頻 率值情況下 一個(gè)同步信號流動到 一個(gè)微機(jī)中和切換一個(gè)離心泵總成。由 此可以實(shí)現(xiàn)從一個(gè)電壓電源到另 一個(gè)電壓電源的換接，其中避免了在管 道系統(tǒng)中形成壓力沖擊或脈沖。
為了進(jìn)一步減小安裝費(fèi)用，在一種多泵裝置中在變頻器和一個(gè)第一 開關(guān)裝置之間設(shè)置一個(gè)具有用于傳導(dǎo)變頻器電壓的機(jī)構(gòu)的固定頻率分 配單元。 一個(gè)這種固定頻率分配單元例如具有一個(gè)或多個(gè)用于固定頻率 的電壓電源的輸入端和輸出端，用于一個(gè)可變頻率的電壓電源的輸入端 和輸出端和一個(gè)或多個(gè)用于開關(guān)信號或測量信號的輸出端。用于傳導(dǎo)變 頻器電壓的機(jī)構(gòu)可以配有扼流元件，它們用于變頻器電流的濾波。 一個(gè) 同步單元可以設(shè)置在開關(guān)裝置中或在固定頻率分配單元中。在固定頻率 分配單元中進(jìn)行設(shè)置的情況下，同步單元以有效的方式用于所有離心泵 總成的同步的電壓電源換接。
此外開關(guān)裝置可以具有用于控制變頻器的機(jī)構(gòu)。由此一個(gè)優(yōu)先的開 關(guān)裝置可以控制變頻器的啟動、停止和/或頻率。
一種用于運(yùn)行按照本發(fā)明的離心泵總成的有利的方法M^定，開關(guān)裝 置的微機(jī)評估一個(gè)或多個(gè)輸入信號和控制離心泵總成的接通或斷開。這 允許離心泵總成與上位的控制機(jī)構(gòu)獨(dú)立地運(yùn)行。微機(jī)也可以控制 一個(gè)與 驅(qū)動馬達(dá)連接的電壓電源向另 一個(gè)電壓電源的變換。此外建議，微機(jī)通過變頻器的信號控制一個(gè)或多個(gè)離心泵總成的運(yùn) 行。備選地建議，微機(jī)控制變頻器。
此外規(guī)定，開關(guān)裝置提供與泵和/或驅(qū)動裝置相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控和/或診 斷功能。微機(jī)為此能夠采集、處理和存儲測量值。
在需要監(jiān)控驅(qū)動馬達(dá)的功率的應(yīng)用中， 一種方法證明是有利的，其 中微機(jī)實(shí)施功率記錄和監(jiān)控。這通過評估流入開關(guān)裝置中的馬達(dá)的電流 和電壓進(jìn)行實(shí)施。
作為監(jiān)控和/或診斷離心泵總成的基礎(chǔ)，設(shè)置具有在離心泵總成的運(yùn) 行時(shí)間上積累的功率和/或通流值的直方圖。通過本發(fā)明由此可以隨時(shí)和 直接在離心泵總成上提供離心泵總成的相關(guān)的數(shù)據(jù)。
為了運(yùn)行按照本發(fā)明的多泵裝置，開關(guān)裝置的微機(jī)可以控制其它的 離心泵總成的接通和斷開和通過總線系統(tǒng)請求對它們的接通或斷開。這 例如可以構(gòu)造一種成本有利的沒有上位的控制機(jī)構(gòu)的升壓設(shè)備。
在將變頻器電壓暫時(shí)配置給多泵裝置的各單個(gè)驅(qū)動馬達(dá)時(shí)，有利的 是，具有調(diào)節(jié)裝置的變頻器通過總線系統(tǒng)監(jiān)控各單個(gè)離心泵總成的開關(guān) 裝置和根據(jù)設(shè)備條件請求各單個(gè)離心泵總成與它們的開關(guān)裝置的接通 和斷開。
同樣規(guī)定，開關(guān)裝置的微機(jī)控制變頻器。除了啟動和停止信號外， 由此可以例如實(shí)現(xiàn)預(yù)先給定它的頻率。
優(yōu)選地，樣^幾通過同步信號在不同的電壓電源之間在電壓電源的相 同的相位值和頻率值情況下切換驅(qū)動馬達(dá)。由切換引起的電壓差，電流 峰值和由此形成的在管道系統(tǒng)中的壓力沖擊由此得到避免。驅(qū)動馬達(dá)向 另 一個(gè)電壓電源的換接可以這樣地進(jìn)行，在開關(guān)裝置中該連接的電壓電 源在成功地接通了該另一個(gè)電壓電源之后才被分開。
本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖中，


圖1是一個(gè)具有開關(guān)裝置的離心泵總成，
圖2是開關(guān)裝置的開關(guān)技術(shù)上的結(jié)構(gòu)，
圖3是在一個(gè)用于在固定頻率的電壓電源上運(yùn)行的多泵裝置中的多 個(gè)離心泵總成，，
圖4是一個(gè)具有變頻器和用于在固定的和可變頻率的電壓電源上運(yùn) 行的多泵裝置，關(guān)裝置的一種替代的應(yīng)用，
圖6是一個(gè)具有四個(gè)離心泵和兩個(gè)開關(guān)裝置和用于在可變頻率的電
壓電源上運(yùn)行的多泵裝置和
圖7是開關(guān)裝置用于在固定頻率的電壓電源上運(yùn)行和具有星形-三 角形換接啟動。
圖1示出了一種離心泵總成1,它由泵2，具有開關(guān)裝置4的驅(qū)動 馬達(dá)3組成。泵2在此處以多級的內(nèi)嵌泵的形式的結(jié)構(gòu)類型示出，其中 泵級布置在管道接頭的上方。開關(guān)裝置安裝在驅(qū)動馬達(dá)3上，但是也可 以同樣好地集成在驅(qū)動馬達(dá)中。在開關(guān)裝置4中集成有微機(jī)5和開關(guān)機(jī) 構(gòu)6。開關(guān)機(jī)構(gòu)6可以是機(jī)械的接觸器或優(yōu)選是半導(dǎo)體接觸器。但是其 它在馬達(dá)支線中使用的部件和它們的組合也是可能的，如也包括具有馬 達(dá)保護(hù)開關(guān)、用于星形-三角形換接啟動的過載繼電器和/或接觸器的組 合或軟起動器的裝置。開關(guān)裝置4具有用于與電壓電源(在此處是三相 的電壓電源)連接的連接器7。線路8在開關(guān)裝置4之內(nèi)通過開關(guān)機(jī)構(gòu) 6和驅(qū)動馬達(dá)連接器3.1將電壓電源引導(dǎo)到驅(qū)動馬達(dá)3。在該實(shí)施例中， 在一個(gè)信號輸入端9上連接壓力開關(guān)10,它在一個(gè)此處沒有示出的設(shè)備 中和在它的安裝位置上對超過或低于一定的壓力值進(jìn)行測量。微機(jī)5評 估開關(guān)信號或也評估另一個(gè)連續(xù)的輸入信號。
信號輸入端9不僅適用于開關(guān)信號也適用于連續(xù)的輸入信號。這通 過在開關(guān)裝置4內(nèi)的一個(gè)相應(yīng)的輸入線路實(shí)現(xiàn)。輸入配置 (Emgangsbelegung )可以通過一種操作4幾構(gòu)參數(shù)化地和/或可以通過DIP 開關(guān)有選擇地設(shè)計(jì)。開關(guān)裝置也可以具有多個(gè)信號輸入端和/或附加的信 號輸出端。
此外在開關(guān)裝置4上設(shè)有用于串行總線系統(tǒng)的連接器11, 12。微機(jī) 5與信號輸入端9和用于串行總線系統(tǒng)的連接器11連接。通過信號輸入 端9和/或通過串行總線系統(tǒng)發(fā)送給離心泵總成1的開關(guān)裝置4的開關(guān)請 求由此通過微機(jī)5進(jìn)行處理。如圖所示，在一個(gè)連接在開關(guān)裝置4的信 號輸入端9上的壓力開關(guān)10情況下，當(dāng)在該壓力開關(guān)的安裝位置上低 于或超過一個(gè)一定的壓力值時(shí)該壓力開關(guān)提供一個(gè)開關(guān)信號，微機(jī)5控 制開關(guān)機(jī)構(gòu)6,開關(guān)機(jī)構(gòu)將離心泵總成1的驅(qū)動馬達(dá)3與通上的電壓電 源相連接或者與其分離開。
在所示的實(shí)施例中，開關(guān)裝置構(gòu)造在驅(qū)動馬達(dá)上和開關(guān)機(jī)構(gòu)集成在開關(guān)裝置中。按照本發(fā)明也使用一種外部的開關(guān)機(jī)構(gòu)和/或開關(guān)裝置的一 種與驅(qū)動馬達(dá)獨(dú)立的設(shè)置，如壁拒或開關(guān)拒裝置。變頻器也可以用作開 關(guān)機(jī)構(gòu)。
圖2示出了離心泵總成的開關(guān)裝置13的在開關(guān)技術(shù)上的構(gòu)造，包 括微機(jī)14和開關(guān)機(jī)構(gòu)15,該開關(guān)機(jī)構(gòu)用于將驅(qū)動馬達(dá)3與通過連接器 7連接到開關(guān)裝置13上的此處為三相的電壓電源相連接，電壓電源通過 線路16引導(dǎo)到驅(qū)動馬達(dá)。開關(guān)裝置13此外如圖1的開關(guān)裝置那樣具有 信號輸入端9和用于串行總線系統(tǒng)21的連接器11， 12以及用于引導(dǎo)信 號的機(jī)構(gòu)17， 18。它附加地具有用于第二電壓電源的連接器19,該第 二電壓電源作為變頻器20的電壓電源與開關(guān)裝置13連接。開關(guān)裝置13 通過串行總線系統(tǒng)21與變頻器20連接。附加的開關(guān)機(jī)構(gòu)22將變頻器 20的電壓電源通過線路23引導(dǎo)到驅(qū)動馬達(dá)3，由此離心泵總成可以與 第二電壓電源連接。在離心泵總成上連接一個(gè)固定頻率的電壓電源和一 個(gè)可變頻率的電壓電源。備選地，離心泵總成的附加的連接器可以連接 到一個(gè)電源備用設(shè)備的電壓電源上。微機(jī)14可以以變頻器20的信號控 制開關(guān)機(jī)構(gòu)15和22的開關(guān)位置和由此控制離心泵總成的運(yùn)行。為了從 一個(gè)電壓電源無沖擊地切換到另一個(gè)電壓電源，同步單元24確定兩個(gè) 電壓電源的相應(yīng)的相位值和頻率值。在相同的相位值和頻率值情況下通 過信號線路25將一個(gè)同步信號傳遞到微機(jī)14和微機(jī)將驅(qū)動馬達(dá)3切換 到另一個(gè)電壓電源上，優(yōu)選這樣地進(jìn)行，使得在開關(guān)裝置中在成功地接 通該另一個(gè)電壓電源之后才分離開與驅(qū)動馬達(dá)連接的電壓電源。作為兩 個(gè)可以單獨(dú)開關(guān)的開關(guān)機(jī)構(gòu)15和22的替代，也可以使用一種換接開關(guān) 類型的開關(guān)機(jī)構(gòu)，它在兩個(gè)電壓電源進(jìn)行切換。
利用一個(gè)運(yùn)行類別變換開關(guān)26,微機(jī)14可以在具有可能的電壓電 源變換的離心泵總成的 一種運(yùn)行或只有 一個(gè)電壓電源的 一種運(yùn)行之間 進(jìn)行換接。對于具有外部干擾的情況，微機(jī)14利用一個(gè)運(yùn)行類別變換 開關(guān)27也可以在自動的或可外部控制的泵運(yùn)行之間進(jìn)行換接。運(yùn)行方 式的選擇也可以通過相應(yīng)的程序參數(shù)在微機(jī)14中調(diào)節(jié)。在一種自動的 運(yùn)行時(shí)，在變頻器20或串行總線系統(tǒng)21出現(xiàn)故障的情況下，通過微機(jī) 14例如自動地變換到固定頻率的電壓電源。這在必須總是保證泵的輸送 作用的應(yīng)用中是有利的。與此替代地，可以設(shè)計(jì)將驅(qū)動馬達(dá)與兩個(gè)電壓
10以通過信號輸入端9將一個(gè)開關(guān)信號連接到開關(guān)裝置13,該開關(guān)信號可 以在出現(xiàn)故障情況下接通或斷開離心泵總成。附加地，在開關(guān)裝置13 中設(shè)有用于測量馬達(dá)電流值，馬達(dá)電壓值和/或在馬達(dá)電流和馬達(dá)電壓之 間的功率因數(shù)值的機(jī)構(gòu)28。這些功率數(shù)據(jù)存儲在微機(jī)的存儲器29中和 用作附加的馬達(dá)監(jiān)控。
用于測量馬達(dá)電流值，馬達(dá)電壓值和/或功率因數(shù)值的機(jī)構(gòu)28和同 步單元24可以集成在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中。該單元也可以備選地設(shè)置在開 關(guān)裝置外部的一個(gè)單元中，開關(guān)裝置例如借助于一個(gè)總線系統(tǒng)與該單元 處于通訊連接。由此存在一個(gè)單元，它確定全部與馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的參量如 馬達(dá)電流，馬達(dá)電壓，功率，功率因數(shù)，相位可用性，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向 以及相位同步性。開關(guān)裝置可以在需要時(shí)配置一個(gè)這種單元或與其連 接。在該結(jié)構(gòu)單元情況下也可以涉及一種變頻器。
圖3示出一個(gè)多泵裝置的部件。它的驅(qū)動馬達(dá)3各配有一個(gè)開關(guān)裝 置30并且開關(guān)裝置30相互間通過總線系統(tǒng)31相互連接。為此目的在 按照圖2的開關(guān)裝置30中設(shè)有用于傳導(dǎo)總線信號的機(jī)構(gòu)18。第一開關(guān) 裝置23中的第一開關(guān)裝置的信號輸入端9上連接一個(gè)壓力開關(guān)10。壓 力開關(guān)10的輸入信號通過按照圖2的機(jī)構(gòu)17,信號輸出端32和通過線 路33繼續(xù)引導(dǎo)到相同類型的開關(guān)裝置30。因此例如可以實(shí)現(xiàn)一種級聯(lián)
的離心泵總成接通。每個(gè)開k裝i 30可以作為一種優(yōu)先的開關(guān)裝置進(jìn) 行構(gòu)造。該優(yōu)先的開關(guān)裝置的微機(jī)14評估壓力開關(guān)IO的輸入信號和控 制其它的離心泵總成的接通或斷開，其中該微機(jī)通過總線系統(tǒng)31按照 需要提出它的接通或斷開請求。示出的裝置例如可以作為成本有利的升 壓設(shè)備使用。如果規(guī)定總是同一個(gè)開關(guān)裝置作為優(yōu)先的開關(guān)裝置進(jìn)行構(gòu) 造，那么可以取消壓力開關(guān)10的輸入信號的繼續(xù)傳遞和由此取消線路 33。
圖4示出具有變頻器運(yùn)行的另一種多泵裝置的構(gòu)造。出于清楚的原 因并且與圖l至3的視圖不同，在此處三相的線路是成束地示出的和用 標(biāo)記/3表示。開關(guān)裝置30通過串行總線系統(tǒng)31相互連接和與具有調(diào)節(jié) 裝置35的變頻器34連接。
在變頻器34和開關(guān)裝置30中的一個(gè)第一開關(guān)裝置之間設(shè)置一個(gè)固 定頻率分配單元36,它通過連接器37連接到一個(gè)固定頻率的電壓電源上連接器37設(shè)計(jì)用于7種連接器，率，、該功T基本々，應(yīng)，連接的
面的連接器。通過另一個(gè)連接器38將固定頻率分配單元36與變頻器34 的可變頻率的電壓電源連接。固定頻率分配單元36具有用于傳導(dǎo)三相 的變頻器電壓的機(jī)構(gòu)，它們配有用于變頻器電流的濾波的扼流元件3 9 。 此外在固定頻率分配單元36上設(shè)有多個(gè)用于固定頻率的電壓電源的輸 出端40。通過可以連接到其上的線路41也可以將固定頻率的電壓電源 供給到多個(gè)開關(guān)裝置30?？蛇B接的開關(guān)裝置30的數(shù)量取決于輸出端40 的數(shù)量。
變頻器電壓通過線路42供到開關(guān)裝置30中的第一開關(guān)裝置。開關(guān) 裝置30具有用于傳導(dǎo)變頻器電壓的機(jī)構(gòu)43，變頻器電壓通過線路44從 一個(gè)開關(guān)裝置傳導(dǎo)到下一個(gè)開關(guān)裝置。在固定頻率分配單元36中，作 為按照圖2的開關(guān)裝置的一種替代方案，設(shè)置一個(gè)同步單元45。它通過 測量變壓器46與固定頻率的電壓電源和變頻器的電壓電源連接和通過 信號線路47與變頻器34連接。
該多泵裝置可以在升壓設(shè)備中可以將變頻器暫時(shí)地配置給各個(gè)單 獨(dú)的離心泵總成。在一個(gè)具有所謂的活動的變頻器的這種升壓設(shè)備中， 為了維持一定的壓力，依據(jù)需要將離心泵無壓力沖擊地接通和斷開。為 此分別有一個(gè)要接通的和斷開的泵被轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)地運(yùn)行。變頻器34通過 它的調(diào)節(jié)裝置3 5通過總線系統(tǒng)31監(jiān)控各單獨(dú)的離心泵總成的全部的開 關(guān)裝置30。依據(jù)設(shè)備條件，變頻器34要求各單個(gè)離心泵總成由它們的 幵關(guān)裝置30接通或斷開，這些開關(guān)裝置將它們的驅(qū)動馬達(dá)3與變頻器 電壓相連接。一個(gè)對應(yīng)的開關(guān)裝置30的微機(jī)14控制所需要的開關(guān)操作。 為了從一個(gè)電壓電源無沖擊地?fù)Q接到另一個(gè)電壓電源，同步單元45確 定兩個(gè)電壓電源的對應(yīng)的相位值和頻率值。在相同的相位值和頻率值 下，通過信號線路47將一個(gè)同步信號傳遞到變頻器34和它的調(diào)節(jié)裝置 35上，變頻器由此保持它的頻率和通過串行總線系統(tǒng)31要求在相應(yīng)的 開關(guān)裝置中的換接。驅(qū)動馬達(dá)向另一個(gè)電壓電源的換接由該開關(guān)裝置30 的微機(jī)14控制，優(yōu)選這樣地進(jìn)行，使得在該開關(guān)裝置中在成功地接通 該另一個(gè)電壓電源之后才將與驅(qū)動馬達(dá)連接的電壓電源分開。
在實(shí)施例中，同步信號通過固定頻率分配單元36中的同步單元45 產(chǎn)生。如果固定頻率分配單元將相位電壓的測量信號提供給變頻器34,那么也可以在變頻器34的調(diào)節(jié)裝置35中進(jìn)行同步測定。也可以按照圖 2在開關(guān)裝置中設(shè)置各一個(gè)同步單元24。 一個(gè)這種變型實(shí)施例尤其是適 合于這樣的情況，即必須保證，在向另一個(gè)電壓電源換接時(shí)即使在驅(qū)動 馬達(dá)的連接線路的連接器有故障情況下也要維持它的旋轉(zhuǎn)方向。
圖5示出開關(guān)裝置30的一種相反的作用方式和它們在一種雙泵裝 置中的設(shè)置。為了更好地理解并且與圖3和4不同它浮皮旋轉(zhuǎn)了 180°地示 出。但是與圖4相區(qū)別地，在驅(qū)動馬達(dá)上連接變頻器20的連接器3.1和 用于第一電壓電源的連接器7在此處被用于將開關(guān)裝置30與驅(qū)動馬達(dá)3 連接。并且一個(gè)沒有開關(guān)裝置的離心泵總成的另一個(gè)驅(qū)動馬達(dá)48通過 線路49連接到用于第二電壓電源的連接器19上。通過交換在開關(guān)裝置 30上的連接器的應(yīng)用，變頻器電壓可以接到兩個(gè)驅(qū)動馬達(dá)3， 48上或兩 個(gè)驅(qū)動馬達(dá)中之一上。這為簡單地控制具有一種變頻器電壓的現(xiàn)有的泵 提供了附加的可能性。
為了擴(kuò)展圍繞附加的離心泵總成的設(shè)置，開關(guān)裝置30具有用于傳 導(dǎo)變頻器電壓的可控制的機(jī)構(gòu)43。變頻器電壓可以由此接到連接在連接 器19上的驅(qū)動馬達(dá)48和/或繼續(xù)傳導(dǎo)到下一個(gè)相同類型的開關(guān)裝置30 上。
圖6示出一種圖5的泵裝置的加倍結(jié)構(gòu)。在此處驅(qū)動馬達(dá)3的開關(guān) 裝置30通過數(shù)據(jù)總線21相互間和與變頻器20連接。開關(guān)裝置30具有 用于傳導(dǎo)變頻器電壓的可控制的機(jī)構(gòu)43。通過連接器19連接驅(qū)動馬達(dá) 48。通過該裝置可以根據(jù)設(shè)備的要求將單個(gè)的，多個(gè)或全部驅(qū)動馬達(dá)3， 48與變頻器電壓連接。
圖7示出按照圖5的開關(guān)裝置的一種替代的應(yīng)用，用于在固定頻率 的電壓電源上運(yùn)行。通過開關(guān)裝置51的輸出端7和19，驅(qū)動馬達(dá)3通 過它的接線板52進(jìn)行連接。通過示出的布線，開關(guān)裝置51能夠在連接 的驅(qū)動馬達(dá)3情況下實(shí)現(xiàn) 一種星形-三角形換接啟動。為此這樣地修改按 照圖5的機(jī)構(gòu)43,使得開關(guān)機(jī)構(gòu)53在關(guān)閉狀態(tài)下建立馬達(dá)端子54與星 形點(diǎn)55的連接。在正常運(yùn)行下開關(guān)機(jī)構(gòu)22是關(guān)閉的和驅(qū)動馬達(dá)3的繞 組以三角形布線。在啟動運(yùn)4亍中開關(guān)才幾構(gòu)22^皮打開和開關(guān)才幾構(gòu)53^皮關(guān) 閉，從而驅(qū)動馬達(dá)3的繞組以星形錯(cuò)接。由此減小驅(qū)動馬達(dá)3的接通電 流。開關(guān)裝置51也適合在多泵裝置中使用和可以作為優(yōu)先的開關(guān)裝置 控制其它的開關(guān)裝置。此外開關(guān)裝置51具有顯示和操作單元56，它與微機(jī)14連接。顯示和操作單元56除了其它功能以外用于對在微機(jī)14 的存儲器裝置29中存儲的程序進(jìn)行參數(shù)化。此外可以選擇預(yù)先調(diào)節(jié)的 參數(shù)配置，它保證開關(guān)裝置51快速的針對特定應(yīng)用的投入運(yùn)行。顯示 和操作單元56借助于顯示器和多個(gè)多色LED它們出于清楚的原故沒有 被示出，顯示一個(gè)或多個(gè)離心泵總成的的全部與泵和驅(qū)動裝置相關(guān)聯(lián)的 數(shù)據(jù)以及警告和/或報(bào)警信號。開關(guān)裝置51具有另外的輸入端57, 58, 59和輸出端60, 61。該輸入端設(shè)置用于連接其它的傳感器，如例如壓 力傳感器或PTC傳感器用于馬達(dá)溫度監(jiān)控，或用作控制輸入端。輸出端 60， 61可以例如用于傳導(dǎo)警告信號，報(bào)警信號或用于控制變頻器。
權(quán)利要求
1. 離心泵總成，它由泵和驅(qū)動馬達(dá)組成和與開關(guān)裝置連接，其中該開關(guān)裝置通過數(shù)據(jù)線與微機(jī)連接，該開關(guān)裝置配有用于開關(guān)該驅(qū)動馬達(dá)的開關(guān)機(jī)構(gòu)和用于一個(gè)第一電壓電源的連接器，其特征在于，一個(gè)微機(jī)(5，14)集成在該開關(guān)裝置(4，13，30，51)中和控制該開關(guān)機(jī)構(gòu)(6，15，22，53)，該開關(guān)裝置(4，13，30，51)配有至少一個(gè)信號輸入端(9)和用于至少一個(gè)串行總線系統(tǒng)(21，31)的連接器(11，12)，該微機(jī)(5，14)與信號輸入端(9)和總線系統(tǒng)的連接器(11，12)連接，該開關(guān)機(jī)構(gòu)(6，15，22，53)接通或斷開用于一個(gè)布置在開關(guān)裝置(4，13，30，51)上的驅(qū)動馬達(dá)連接器(3.1)和/或該驅(qū)動馬達(dá)(3)的電流和在驅(qū)動馬達(dá)(3)和/或開關(guān)裝置(4，13，30，51)中設(shè)有用于傳導(dǎo)信號的機(jī)構(gòu)(17，18)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)裝置(4, 13, 30, 51)作為驅(qū)動馬達(dá)(3)的組成部分進(jìn)行構(gòu)造。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)裝置 (4, 13, 30， 51)配有用于一個(gè)第二電壓電源(19)的連接器。
4. 按照權(quán)利要求3所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)機(jī)構(gòu)(6, 15， 22)在不同的電壓電源之間換接驅(qū)動馬達(dá)(3)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)機(jī)構(gòu)(6,
6. 按照權(quán)利要求3,、4或5所i的;二泵總成，其特:在于，開關(guān) 裝置(4， 13, 30, 51 )在用于一個(gè)第二電壓電源(19)的連接器上與 一個(gè)變頻器(20, 34 )連接，兩個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)(6， 15, 22)在電壓電源 之間換接和微機(jī)(5， 14)通過總線系統(tǒng)(21, 31)與變頻器(20, 34) 或一個(gè)調(diào)節(jié)裝置(35)連接。
7. 按照權(quán)利要求1至6中之一所述的離心泵總成，其特征在于，在 相反的電流流動方向的情況下變頻器(20, 34)連接在驅(qū)動馬達(dá)連接器(3.1 )上和該驅(qū)動馬達(dá)(3)和另一個(gè)驅(qū)動馬達(dá)(48)連接到用于第一 (7)和第二 (19)電壓電源的連接器上。
8. 按照權(quán)利要求1至7中之一所述的離心泵總成，其特征在于，開 關(guān)裝置(4, 13, 30, 51)具有用于監(jiān)控和/或診斷功能的機(jī)構(gòu)。
9. 按照權(quán)利要求1至8中之一所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)裝置(4， 13, 30, 51 )具有用于測量(28)和/或存儲(29)馬達(dá)電 流值，馬達(dá)電壓值和/或功率因數(shù)值的機(jī)構(gòu)。
10. 按照權(quán)利要求1至9中之一所述的離心泵總成，其特征在于， 開關(guān)裝置(4， 13, 30, 51 )具有操作/輸入機(jī)構(gòu)和/或顯示/輸出機(jī)構(gòu)(56)。
11. 按照權(quán)利要求1至10中之一所述的和用于在多泵裝置中使用的 離心泵總成，其特征在于，每個(gè)驅(qū)動馬達(dá)(3)配有一個(gè)開關(guān)裝置(4, 13， 30， 51)和總線系統(tǒng)(21, 31)連接這些開關(guān)裝置(4, 13， 30, 51)。
12. 按照權(quán)利要求11所述的離心泵總成，其特征在于，在一個(gè)多泵 裝置中開關(guān)裝置(4， 13, 30， 51)中的一個(gè)作為優(yōu)先的開關(guān)裝置進(jìn)行構(gòu)造。
13. 按照權(quán)利要求11或12所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān) 裝置(4, 13, 30, 51 )配有用于傳導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)電壓的機(jī)構(gòu)。
14. 按照權(quán)利要求13所述的離心泵總成，其特征在于，開關(guān)裝置(4,
15. 按照權(quán)利要求1至14 ;之一所述的離':;總成，其特"征在于， 一個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)接通或斷開變頻器電壓至一個(gè)驅(qū)動馬達(dá)(3, 48)的電流。
16. 按照權(quán)利要求1至15中之一所述的離心泵總成，其特征在于， 在具有固定頻率的和/或可變頻率的兩個(gè)電壓電源之間的一個(gè)同步單元(24, 45 )確定相應(yīng)的相位值和頻率值和在相同的相位值和頻率值情況 下一個(gè)同步信號傳遞到微機(jī)(5, 14)和換接一個(gè)離心泵總成(1)。
17. 按照權(quán)利要求16所述的離心泵總成，其特征在于，在一個(gè)多泵 裝置中在變頻器(20， 34)和一個(gè)第一開關(guān)裝置(4， 13, 30, 51 )之
18.按照權(quán)利要求17所述的離心泵總k:其特征在于:用于傳導(dǎo)變頻器電壓的機(jī)構(gòu)配有扼流元件(39)。
19. 按照權(quán)利要求16, 17或18所迷的離心泵總成，其特征在于， 同步單元(24， 45)設(shè)置在開關(guān)裝置(4， 13, 30， 51)或固定頻率分 配單元(36)中。
20. 按照權(quán)利要求1至19中之一所述的離心泵總成，其特征在于， 一個(gè)開關(guān)裝置(4, 13, 30, 51)具有用于控制變頻器(20, 34 )的機(jī) 構(gòu)。
21. 用于運(yùn)行按照權(quán)利要求1至20中之一所述的離心泵總成的方 法，其特征在于，開關(guān)裝置(4, 13， 30， 51)的微機(jī)(5, 14)評估一 個(gè)或多個(gè)輸入信號和控制離心泵總成(1)的接通或斷開。
22. 按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，微機(jī)(5, 14)控 制一個(gè)與驅(qū)動馬達(dá)(3)連接的電壓電源向另一個(gè)電壓電源的換接。
23. 按照權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于，微機(jī)(5, 14) 通過一個(gè)變頻器(20, 34 )的信號控制一個(gè)或多個(gè)離心泵總成(1)的 運(yùn)行。
24. 按照權(quán)利要求21, 22或23所述的方法，其特征在于，微機(jī)(5， 14)控制變頻器(20， 34)。
25. 按照權(quán)利要求21至24中之一所述的方法，其特征在于，開關(guān) 裝置(4, 13, 30, 51 )提供與泵和/或驅(qū)動裝置相關(guān)聯(lián)的監(jiān)控和/或診斷 功能。
26. 按照權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，微機(jī)(5, 14)實(shí) 施功率記錄和監(jiān)控。
27. 用于運(yùn)行按照權(quán)利要求11至20中之一所述的多泵裝置的方法， 其特征在于，開關(guān)裝置(4， 13, 30， 51)的微機(jī)(5, 14)控制其它的 離心泵總成(1)的接通和斷開和通過總線系統(tǒng)(21， 31)要求它們接 通或斷開。
28. 用于運(yùn)行按照權(quán)利要求11至20中之一所述的多泵裝置的方法， 其特征在于， 一個(gè)具有調(diào)節(jié)裝置(35 )的變頻器(34 )通過總線系統(tǒng)(21, 31 )監(jiān)控各單個(gè)離心泵總成(1 )的開關(guān)裝置(4, 13, 30, 51)和根據(jù) 設(shè)備條件要求各單個(gè)離心泵總成(1 )與它們的升關(guān)裝置(4, 13, 30, 51 )接通和斷開。
29. 按照權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于， 一個(gè)開關(guān)裝置(4， 13， 30, 51)的微機(jī)(5， 14)控制一個(gè)變頻器(20, 34 )。
30. 按照權(quán)利要求21至29中之一所述的方法，其特征在于，具有 同步信號的微機(jī)(5, 14)在電壓電源的相同的相位值和頻率值情況下 在不同的電壓電源之間換接驅(qū)動馬達(dá)(3)。
31. 按照權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，這樣地實(shí)施驅(qū)動馬 達(dá)(3)向另一個(gè)電壓電源的換接，使得在開關(guān)裝置(4, 13, 30, 51) 中在成功地接通該另 一個(gè)電壓電源之后才分離開該連接的電壓電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心泵總成，它由泵和驅(qū)動馬達(dá)組成和與一個(gè)開關(guān)裝置連接，其中該開關(guān)裝置通過數(shù)據(jù)線與微機(jī)連接，該開關(guān)裝置配有用于開關(guān)該驅(qū)動馬達(dá)的開關(guān)機(jī)構(gòu)和用于一個(gè)第一電壓電源的連接器。一個(gè)微機(jī)(5，14)集成在該開關(guān)裝置(4，13，30，51)中和控制該開關(guān)機(jī)構(gòu)(6，15，22，53)。該開關(guān)裝置(4，13，30，51)配有至少一個(gè)信號輸入端(9)和用于至少一個(gè)串行總線系統(tǒng)(21，31)的連接器(11，12)。該微機(jī)(5，14)與信號輸入端(9)和總線系統(tǒng)的連接器(11，12)連接，該開關(guān)機(jī)構(gòu)(6，15，22，53)接通或斷開用于一個(gè)布置在開關(guān)裝置(4，13，30，51)上的驅(qū)動馬達(dá)連接器(3.1)和/或該驅(qū)動馬達(dá)(3)的電流和在驅(qū)動馬達(dá)(3)和/或開關(guān)裝置(4，13，30，51)中設(shè)有用于傳導(dǎo)信號的機(jī)構(gòu)(17，18)。開關(guān)裝置(4，13，30，51)作為驅(qū)動馬達(dá)(3)的組成部分進(jìn)行構(gòu)造。
文檔編號G05B19/418GK101427190SQ200780013824
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
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