节省液泵装备的电能消耗的控制过程制造技术

本发明专利技术涉及使在加注或抽吸储罐(R)的过程中消耗的电能最小的控制方法，所述加注或抽吸储罐的过程使用泵送装备项目(EP)来实现，所述泵送装备项目(EP)包含至少一台液泵，所述加注或抽吸过程在存在抽吸储罐或相应加注储罐的干扰流量(Qc)的情况下进行，所述方法在于确定使在加注或抽吸储罐(R)的过程中泵送装备项目消耗的电能最小的泵送装备项目的最佳速度。

【技术实现步骤摘要】
节省液泵装备的电能消耗的控制过程
本专利技术涉及使在加注或抽吸储罐的过程中泵送装备项目消耗的电能最小的控制方法。本专利技术还涉及使这种方法可以实现的控制系统。
技术介绍
有若干文献描述了使在加注或抽吸储罐的过程中消耗的能量最小的解决方案。专利EP1725774B1描述了作为储罐中的液体的液位的趋势的函数依次启动许多液泵的解决方案。每台液泵以不按照储罐加注或抽吸条件重新调适的最佳速度开始。专利申请EP2610693A1描述了使与储罐相联系的泵送系统消耗的电能最小的方法和装置。该方法尤其包含使得可以确定液泵的特性的识别步骤和使得可以确定液泵的最佳工作区域的步骤。这种解决方案未考虑有可能修改液泵的最佳工作区域的干扰流量。本专利技术的目的是提出使在加注或抽吸储罐的过程中泵送装备项目消耗的电能最小的控制方法，所述方法使得可以跨过泵送装备项目的整个工作范围地节省电能以及使泵送装备项目工作在它的最佳点上。
技术实现思路
这个目的通过用于最小化在加注或抽吸储罐的过程中消耗的电能的控制方法来达到，所述加注或抽吸储罐的过程使用泵送装备项目来实现，所述泵送装备项目包含至少一台液泵、致动所述液泵的一台电动机和控制所述电动机的一个致动器，所述加注或抽吸过程在存在抽吸储罐或相应加注储罐的干扰流量的情况下进行，所述方法在于确定使在加注或抽吸储罐的过程中泵送装备项目消耗的电能最小的泵送装备项目的最佳速度，所述最佳速度是如下的函数：-储罐中的液体的体积；-储罐加注流量或抽吸流量；-干扰流量；以及-泵送装备项目消耗的瞬时功率。在加注储罐的情况下，如下表达最佳速度：其中：-V代表储罐中的液体的体积；-g代表变量V在间隔[0–Vmax]上零平均函数；-ω代表泵送装备项目的液泵的速度；-Qinput代表储罐加注流量；-Qc代表干扰流量；以及-p代表泵送装备项目消耗的瞬时功率。本专利技术还涉及使在加注或抽吸储罐的过程中消耗的电能最小的泵送装备项目的控制系统，所述装备项目包含至少一台液泵、致动所述液泵的一台电动机和控制所述电动机的一个致动器，所述加注或抽吸过程在存在抽吸储罐或相应加注储罐的干扰流量的情况下进行，所述系统包含控制单元，所述控制单元包含确定使在加注或抽吸储罐的过程中泵送装备项目消耗的电能最小的泵送装备项目的最佳速度的模块，所述最佳速度是如下的函数：-储罐中的液体的体积；-储罐加注流量或抽吸流量；-干扰流量；以及-泵送装备项目消耗的瞬时功率。按照本专利技术的特定特征，可以通过使用软件估计模块的估计获取干扰流量。附图说明其它特征和优点可从按照附图给出的如下详细描述中显现出来，在附图中：-图1A和1B分别针对储罐加注过程和储罐抽吸过程示意性地表示了泵送储罐的原理；-图1C例示了储罐的静态压强的表达；-图2示意性地表示了包含并行组装的多个单泵单元的泵送装备项目；-图3表示了例示本专利技术的控制方法的框图；-图4表示了示出在加注储罐的过程中作为液泵的静态压强和干扰流量的函数液泵的最佳速度的变化的曲线；-图5表示了示出在加注储罐的过程中作为干扰流量的函数正在工作的一台液泵、正在工作的两台液泵或正在工作的三台液泵的最佳速度的变化的曲线；以及-图6表示了示出在加注储罐的过程中作为干扰流量的函数正在工作的一台液泵、正在工作的两台液泵或正在工作的三台液泵消耗的最佳电能的变化的曲线。具体实施方式本专利技术涉及使用泵送装备项目EP实现的加注或抽吸储罐R的过程。本专利技术尤其可应用在处理废水或便携式储水器的领域中。参考图1A，加注储罐R的过程在于使用泵送装备项目EP产生液体到储罐R内部的加注流量Qinput。抽吸储罐R的干扰流量Qc干扰这个正常加注过程。参考图1B，抽吸储罐R的过程在于使用泵送装备项目EP产生抽吸包含在储罐R中的液体的抽吸流量Qoutput。同样，加注储罐R的干扰流量Qc干扰这个正常抽吸过程。在加注过程中，当液体的液位下降到低于低限值h1时，必须激活泵送装备项目EP来加注储罐直到液体的液位超过高限值h2。在抽吸过程中，当液体的液位上升到高于高限值h2时，必须激活泵送装备项目来抽吸储罐直到液体的液位下降回到低于低限值h1。参考图2，泵送装备项目EP包含一个或多个单泵单元CelP1、CelP2、…、CelPn。单泵单元包含液泵P1、P2、…、Pn、致动液泵的电动机和控制电动机的致动器A1、A2、…、An。在图2中，每个单泵单元的电动机都包含在液泵中。致动器可以是变速驱动器、启动器、接触器或可以向电动机供应电力的任何其它电力转换设备。在本专利技术的背景下，为了能够改变至少一台液泵的速度，至少一个致动器必须由变速驱动器组成。如图2所表示，泵送装备项目EP可以包含与配电网络RD并联的多个单泵单元。该组单泵单元产生与储罐R的加注流量或抽吸流量相对应的总流量QTotal。本专利技术可应用于具有一个或多个单泵单元的泵送装备项目。与泵送装备项目EP相联系的控制系统被安排成实现本专利技术的控制方法。这种控制系统主要包含：-测量或估计泵送装备项目EP的静态压强Hpump的部件；-测量或估计干扰流量Qc的部件；以及-执行至少一个软件模块以确定要应用于泵送装备项目的最佳速度ωopt以便使这个装备项目EP消耗的电能最小的控制单元UC。实现本专利技术的控制方法的控制单元UC负责控制单泵单元的致动器。在图2中，控制单元UC未与单泵单元相联系，而是与单泵单元的每个致动器连接，以便能够向它们发送控制信号。下文更详细地说明可以使泵送装备项目EP消耗的电能最小的本专利技术的控制方法。在单泵单元的情况下消耗的能量通过如下关系(1)表达：其中：·EMonoCell：单泵单元消耗的能量[Wh]；·PMotorLosses：单泵单元的电机中的焦耳损失[W]，其取决于通过液泵的速度和功率定义的工作点；·PActuatorLosses：单泵单元的致动器中的焦耳损失[W]，其取决于通过液泵的速度和功率定义的工作点；以及·Ppump：单泵单元的液泵消耗的功率，其取决于通过泵送装备项目的速度和静态压强的水平定义的工作点。然后，在泵送装备项目具有多个单泵单元的情况下消耗的总能量通过如下关系(2)表达：其中：·E：泵送装备项目消耗的能量[Wh]；以及·p：泵送装备项目消耗的瞬时功率[W]。本专利技术旨在与干扰流量Qc的值和施加于这个泵送装备项目EP的静态压强Hpump的值无关地，连续确定在节省泵送装备项目EP消耗的电能的同时、应该使泵送装备项目EP的至少一台液泵旋转起来加注和/或抽吸储罐R的最佳速度ωopt。因此技术问题在于找出使加注或抽吸储罐R所消耗的电能最小的速度轨迹。在加注储罐R的过程的情况下，应用如下表达式(3)：在抽吸储罐R的过程的情况下，应用如下表达式(4)：其中：·V：储罐中的液体的体积[m3](Vmax等于V2–V1，即，在所谓最高液位上的体积与在所谓最低液位上的体积之间的差值)；·Qc：干扰流量[m3/s]；·Qinput：取决于泵送装备项目的速度ω和取决于泵送装备项目的静态压强Hpump的加注流量[m3/s]；以及·Qoutput：取决于速度ω和取决于泵送装备项目的静态压强Hpump的抽吸流量[m3/s]。一般说来，可以将储罐中的液体的高度表达成包含在其中的体积的函数。在下文中，我们采用将数量V(即，体积)表达成如下的对称储罐的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于最小化在加注或抽吸储罐(R)的过程中消耗的电能的控制方法，所述加注或抽吸储罐的过程使用泵送装备项目(EP)来实现，所述泵送装备项目(EP)包含至少一台液泵、致动所述液泵的一台电动机和控制所述电动机的一个致动器，所述加注或抽吸过程在存在抽吸储罐或相应加注储罐的干扰流量(Qc)的情况下进行，所述方法的特征在于确定用于最小化在加注或抽吸储罐(R)的过程中泵送装备项目消耗的电能的泵送装备项目的最佳速度(ωopt)，所述最佳速度是如下的函数：‑储罐中的液体的体积(V)；‑储罐加注流量(Qinput)或抽吸流量(Qoutput)；‑干扰流量(Qc)；以及‑泵送装备项目消耗的瞬时功率(p)。

【技术特征摘要】
2013.12.16 FR 13626451.一种用于最小化在加注储罐(R)的过程中消耗的电能的控制方法，所述加注储罐的过程使用泵送装备项目(EP)来实现，所述泵送装备项目(EP)包含至少一台液泵、致动所述液泵的一台电动机和控制所述电动机的一个致动器，所述加注过程在存在抽吸储罐的干扰流量(Qc)的情况下进行，所述方法的特征在于确定用于最小化在加注储罐(R)的过程中泵送装备项目消耗的能量/体积(EV)的泵送装备项目的最佳速度(ωopt)，所述能量/体积(EV)是如下的函数：-所述泵送装备项目创造的储罐加注流量(Qinput)；-干扰流量(Qc)；-储罐中的液体体积(V)，所述体积关于所述储罐加注流量并且关于所述干扰流量而随时间变化；以及-泵送装备项目消耗的瞬时功率(p)，所述最佳速度如下表达：其中：-V代表储罐中的液体的体积；-g代表变量V在间隔[0–Vmax]上零平均函数；-ω代表泵送装备项目的液泵的速度；-Qinput代表储罐加注流量；-Qc代表干扰流量；以及-p代表泵送装备项目消耗的瞬时功率。2.按照权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：F马尔雷特，K伊贾布拉乌伊，
申请(专利权)人：施耐德东芝换流器欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR