用於故障監控的裝置和方法

2023-05-27 07:06:56 1

專利名稱：用於故障監控的裝置和方法
用於故障監控的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於離心泵(該離心泵由帶有可變轉速的電馬達
所驅動)的故障監控(Stoerungsueberwachung)的裝置，其中，該裝置在 故障監控激活前獲取、存儲馬達的運行值(Betriebswerte)並將其維持有 效(vorhalten),並且在故障監控期間，將馬達的當前運行值與所存儲的 值進行比較，本發明還涉及一種用於利用這種裝置進行故障監控的方 法。
在帶有可變轉速的驅動馬達上，必須確保在故障情形下在需要時 進行驅動裝置的關斷。該轉速改變通常利用所謂的變頻器 (Frequenzumrichter)進行，該變頻器通過由變頻器所提供的電壓系統的 頻率的改變而4吏得離心泵的幾乎無級式的轉速調節成為可能。在集成 了離心泵(該離心泵配備有這種轉速調節式馬達)的設備中，由於設備 故障可能會出現所不允許的運行狀態。其可例如地通過管道石皮裂、通 過附件(Armaturen)的錯誤操作、通過過小的輸送量或類似者而導致設 備的故障。其尤其可為空運轉，幹運轉或低於給定的最小輸送量。
在被填充以輸送力某介的設備上，例如以下一點是已知的，即，集 成有傳感器，藉助於這些傳感器，通流量(Durchflussmenge)或流體的 存在被記錄。當低於給定值時，則藉助於由傳感器所提供的信號而引 起驅動馬達的關斷。然而這種傳感器的使用則表現為顯著的額外費 用。
同樣，以下一點也是已知的，即，利用如功率和轉速等的電馬達 參量以用於故障監控。此處， 一般進行功率的極限值監控。這樣的功 率監控儘管易於實現，但是具有如下缺點，即，其不適用於處在變化 中的(wechselnd)設備條件(如同其在開放系統中例如由於發生變化的離心泵的初壓力(Vordruck)或壓力側的改變的fL出量而出現的那樣)。
由文件DE 100 17 861 Al已知了 一種用於故障監控的方法和裝 置，據此， 一種用於故障監控的裝置在故障監控激活之前運行學習功 能(Lemflmktion),在該學習功能之中，獲取且存儲了馬達的運行值。 當在學習功能中所獲取的運行值被存儲後，用於故障監控的裝置被激 活。此處，進行了馬達的當前運行數據與所存儲的值的比較。當達到 和/或低於該被存儲的值時，馬達關斷。但是，所描述的該方法以給定 的調試進程(Inbetriebnahmevorgang)為條件。例如，對於功率監控，在 故障監控激活之前的學習進程中，在特地為此而設定的設備極限狀態 中，例如在被切斷的輸送系統中，根據所有可能的運行狀態，運行經 歷多個不同的轉速區域並分別地獲取和保存相應的驅動馬達的功率 輸出。
本發明的目的在於，開發一種用於離心泵的故障監控所用的裝置 和方法，它們在低的調試費用的情形下同樣可在處在變化中的設備條 件下糹皮應用。
該問題的解決方案作如下設置，即，該裝置參照於(inBezugauf) 馬達的經界定的(begrenzten)運行區域(Betriebsbereich)而對當前的馬 達運^f亍點(Motorbetriebspunkt)進4亍^平估(auswerten)，並且，當離開該運 行區域時，檢測出(feststellen)故障，其中，經界定的運行區域通過馬 達運行點而形成。經界定的運行區域適宜地，通過單獨的(einzelne)， 典型的(charakteristische)馬達運行點而形成。藉助於這些基於單獨的， 典型的馬達運行點的區域而執行故障監控。由此，在輸送媒介中進行 測量的需求就如在調試階段期間進行電馬達參量的測量序列的獲取 和存儲一樣的少。此外，在轉速調節式驅動裝置中，馬達參量通常可 通過變頻器的內部測量值而已知，從而，額外的測量是多餘的。
本發明的一個直觀的設計方案作如下設置，即，在馬達參量圖 (Motorgroessendiagramm)中運行區域通過分別地包含兩個馬達運行點、尤其是連接起點和終點的至少 一個邊界曲線(Begrenzungskurve)
而被界定。然後，在帶有轉速調節式驅動裝置的離心泵的運行期間，
經常地或周期性地對當前馬達運行點以及其在馬達參量圖中的位置
進行分析。當離開了經界定的和/或給定的區域時，故障被識別，並且
可進行合適的反應。
邊界曲線可有選擇地通過線性的、二次的或三次的多項式
(Polynom)而形成。這使得對不同的設備給定條件的簡單匹配成為可 臺匕
該裝置根據本發明具有用於輸入值(Eingabewerten)和/或參數值的 輸入和/或讀入的器件。由此，典型的馬達運行點和曲線類型可被輸入。
地被輸入，或通過其他的合適的器件(該器件例如在參數傳輸的範圍中 被使用)而被讀入。這些參數值例如以手動方式、或者在學習過程期間 (在該學習過程中在壓力側的閥門關閉和/或打開的情形下分別地在最 小的和最大的頻率下確定驅動馬達的電功率)通過測量設施、或者藉助 於計算而被獲得。
根據一個有利的設計方案，馬達的經界定的運行區域和/或典型的 馬達運行點從離心泵的許用運行區域中導出(ableiten)。離心泵的許用 運行區域可從其特徵線(在離心泵的輸送量Q上被繪出)、尤其從揚程 特徵線H(Q)中已知。從中根據本發明導出了馬達的經界定的運行區 域。通常，離心泵的許用運行區域通過典型的特4正線點 (Kennlinienpunkten)，例如離心泵的最小的或最大的輸送量而^皮定義。 根據本發明，通過例如以計算方式(rechnerisch)轉換至馬達參量圖中並 以邊界曲線來連接相應的起點和終點而定義了馬達的經界定的運行 區域，該運行區域被用於故障監控。
以下一點被證實是有利的，即，在功率-頻率-圖中兩條曲線限定 (festlegen)該經界定的區域。故障監控通過電的功率值和頻率值的評估 而進行。在頻率f(該頻率f處於在第一頻率、例如最小頻率fmin和第
7二頻率、例如最大頻率f^x之間)下的許用功率值P必須位於由典型的馬達運行點和邊界曲線所定義的區域之內。與這樣的設計方案一起——根據該設計方案，馬達的經界定的運行區域和/或典型的馬達運行點從離心泵的許用運行區域中導出——可取得額外的優點。典型地，離心泵的揚程特徵線是已知的。通過典型的特徵線點延展出離心泵的許用運行區域。通過該特徵線點的到功率-頻率-圖(此處稱為P-f-
圖)中的變換(Tmnsformation)並通過兩條連接曲線，在功率-頻率-圖中，
得到了許用運行區域的映像(Abbild),且由此得到了根據電功率值和頻
率值的評估的簡便的故障監控。
典型地，在功率-頻率-圖中，第 一 邊界曲線連接點對
(Punktepaar)(Pmin,min;fmin)， (P喊匪;f謹)且第二邊界曲線連接點對
(P,,min;fmin), (P應,匪;f瞧)。此處，在功率P中的第一個角標標識著在與第二個角標相對應的頻率下的第一功率(例如最小功率)或第二功率
(例如最大功率)。
此處，在功率-頻率-圖中的點適宜地乂人離心泵的揚程特;f正線的特徵線點(Q
min，min， nmin), (Qmin，max， nmax), (Qmax,min, nmin), (Qmax,max, n服x)的義
換中導出。此處，在流量(Durchfluss)Q中，第一個角標標識著在與第二個角標對應的轉速下的第一或第二流量。這樣，基於無論如何都已知的揚程特徵線的典型的特徵線點而在功率-頻率-圖中延展出了用於簡單的故障監控的區域。仍所需的僅是在離心泵的運行期間對當前功率值(參照於其在當前頻率下的極限值)進行評估。此處，極限值基於給定的，被存儲的邊界曲線走向而獲得和/或基於在故障監控之前在存儲設施中被存儲下來的網格點的插值而獲得。
同樣地作如下設置，即，功率-頻率-圖中的點從離心泵的額定工作狀態下的最小和最大輸送量的特徵線點(Q; nnenn)， (Qmax; iWn)的變換中導出。
額外的用途通過這樣的設計方案而實現一一根據該設計方案，該裝置具有器件，以用於檢測出故障的情形下裝置的反應的可選的設
8定。在檢測出故障的情形下，有選擇地產生警告信息或報警信息，和/或繼續或停止離心泵的運行。此處同樣也可考慮，並非直接地在故障被檢測出時進行反應，而是在初期的故障的初步階段就已經進行反應。那麼可例如在存在離開經界定運行區域的威脅時進行警告。
適宜地，用於故障監控的裝置被集成到作用於馬達上的開環或閉
環控制裝置(Steuer-oderRegeleinrichtung)、開關i殳施、顯示裝置和/或診斷裝置中。用於該方法的執行所必須的器件，如微型計算機，存儲設施和/或顯示器件以及所需要的、呈電腦程式形式的指令可被集成到現存的控制裝置，閉環控制裝置，顯示裝置，診斷裝置，開關設施和/或其他的電子儀器之中或可被布置在獨立的儀器中。這種裝置除了進行當前故障監控以外同樣還能夠執行測量參量和計算值的記錄。
此外，還作如下設置，即，變頻器對馬達進行供電，並且/或者，其體現為或包含有用於故障監控的裝置。所有對於故障監控而言所需要的馬達參量，尤其是發送到馬達的功率和頻率，在變頻器的運行期間無論如何都是可供使用的，從而，根據本發明的故障監控可在無需額外的測量參量的情形下完成。
在用於離心泵的故障監控(該離心泵被電馬達以可變的轉速所驅動)的根據本發明的方法上，作如下設置，即，參考於馬達的經界定的運行區域對當前馬達運行點進行評估，並且在離開該運行區域時，檢測出故障，其中，該經界定的運行區域通過馬達運行點而形成。適宜地，經界定的運行區域通過單獨的，典型的馬達運行點而形成。
此處，根據一種設計方案，馬達參量圖中的運行區域通過至少一個分別地含有兩個馬達運行點的、尤其是連接起點和終點的邊界曲線而^^皮界定。該邊界曲線可以通過線性的，二次的或三次的多項式而形成。
當兩條曲線在功率-頻率-圖中限定該經界定的區域時，則得到了用於故障監控的簡單的方法。適宜地，此處，在功率-頻率-圖中第一
邊界曲線連接一對點(Pmin一； fmin), (P油,匪；f脂x)且第二邊界曲線連接^t點(Pmax，min, fmin)， (Pmax，max, fmax)。
如已經在上文中所敘述的那樣，如果馬達的該經界定的運行區域和/或典型的馬達運行點從離心泵的許用運行區域中被導出，並且/或
者功率-頻率-圖中的點藉助於離心泵的揚程特徵線的特徵線點(Q油，min:nmin)， (Qmin,max, nmax)， (Qmax，min， nm(n)， (Qmax，max， nn^)的變換而被導出，則
是有利的。此處，在流量Q中，第一個角標標識著在與第二個角標對應的轉速下的第一或第二流量。下述點的使用已—皮證實是適宜的。
(Qmin,min; nmin)，在最小轉速Ilmin下的最小許用流量Qmin,(Qmin'max; Hmax)，在最大豐爭i4下的最小許用流量Qmin，(Qmax,min; nmin)，在最小轉速nmin下的最大許用流量Qmax，(Qmax，max; nmax)，在最大轉速nmin下的最大許用流量Qmax 。在功率_頻率_圖中的點也可藉助於在離心泵的額定工作狀態下的
最小輸送量的和最大輸送量的特徵線點(Q幽;nnenn), (Q醒;nn咖)的變換而被導出。所需要的至其他轉速或頻率的換算可藉助於相似定律(Affmitaetsgesetze)進行。
額外地，還作如下設置，即，在檢測出故障時，產生警告信息或報警信息，並且/或者，繼續或停止離心泵的運行。同樣地，可在離開經界定的運行區域之前或之後進行反應。
本發明的實施例在示圖中示出，且在下文中進行進一步描述，其
中
圖l示出了根據本發明的、用於故障監控的裝置，圖2示出了在故障監控激活之前的根據本發明的方法的流程圖，圖3示出了在故障監控激活期間的根據本發明的方法的流程閨，圖4示出了根據本發明的馬達參量圖(功率-頻率-圖)和作為其基礎的揚程特徵線。.
圖l示出了根據本發明的、用於故障監控的裝置，包括帶有存儲設施3的微型計算機2，顯示器件4，以及用於輸入值、參數值和/或其他值的輸入的器件5以及用於輸入值、參數值和/或其他值的讀入的器件6。
該裝置1具有兩個入口 7, 8，用於離心泵的驅動馬達(此處未示出)的當前功率數據和頻率悽t據的讀入。為此，該裝置l可例如以其入口 7, 8聯接到串行數據總線處。該離心泵由電馬達(該電馬達例如由變頻器所供電)以可變的轉速所驅動。此外，該裝置1配有出口 9, 12,13。
在激活故障監控之前，馬達的運4亍值淨皮獲取。這可例如通過四個
單獨的，典型的馬達運行點((Pmi，in; fmin), (Pmin，max; f腦x)和(Pmax,min;fmin), (Pmax,腿,f讓)的、經由用於輸入的器件5的輸入來實現。
進一步地，經由用於輸入的器件5,邊界曲線的走向被輸入。這樣，通過存儲設施3，經定義的、給定的、經界定的運行區域(此處為P-f-圖中的運行區域)被存儲下來並被保持有效以用於故障監控。
備選地，作如下設置，即，典型的馬達運行點從離心泵的許用運行區域中被導出。為此目的，經由用於輸入的器件5，例如離心泵的
揚程特徵線H(Q)的特徵線點(Q一"
nmin), (Qmin，max， nmax), (Qmax-min，
nmin). (Qmax,max; n賺)或離心泵的額定工作狀態下的最小輸送量的和最大輸送量的特徵線點(Q幽;nnenn)， (Qmax; n咖n)以及最小和最大的轉速或頻率等同樣可被輸入，從中，通過特徵線點的變換，可獲得功率-頻率-圖中的四個點，利用它們，故障監控被執行。為此，在存儲裝置3中，所需的計算規則以可供微型計算機2使用的算法的形式而被保存。
同樣地可經由器件5而設定在檢測出故障時裝置1的所希望的反應，以決定在檢測出故障時是否產生警告信息或報警信息和/或繼續或1亭止離心泵的運4亍。
經由用於讀入的器件6，所有在裝置l中所需要的輸入值和/或參數值以及算法可通過數字數據接口而被傳輸。
裝置1利用其微型計算機2而在故障監控期間參照於經界定的馬
ii達的運行區域對當前馬達運行點(在此通過輸入參量功率P和頻率f而已知)進行評估。
在此，當前功率^直P《義仍需在其在當前頻率f下的才及限值方面淨皮評估，其中，超過或低於相應的極限值意味著離開了該經界定的運行區域，並且，導致了故障被4僉測出。
故障監控的結果或所有在微型計算機2中可供使用的數據經由顯
示器件4(例如顯示屏10或LED指示器1 l)而被顯示且經由出口 9,12，13而被提供給外部儀器使用以用於進一步的處理。出口 12, 13可例如被外部儀器所使用以用於警告信息或報警信息。在圖l中，用於故障監控的裝置l作為獨立的儀器被示出。同樣良好地，以下一點也是可能的，即，該裝置被集成到作用於馬達上的開環和閉環控制裝置、開關設施和/或顯示和/或診斷裝置中。同樣，可作如下設置，即，變頻器(當前功率值和頻率值無論如何都持續地在該變頻器中被獲得)自身為或包含有用於故障監控的裝置。
在圖2中示出了在激活故障監控之前根據本發明的方法的流程
圖。首先，在步驟21中，藉助參數f^和fm狀限定第一馬達頻率
(Motorfrequenz)和第二馬達頻率。通常，其為最小所容許馬達頻率和最大所容許馬達頻率，從而，隨後的敘述特定地描述這種情況，但其並不意味著本發明被限制於此。該參數可通過控制動作而被輸入到所建議的裝置中，或者作為裝置的參數組的一部分而在給定參數過程期間被提供以供使用。以相同的方式，在22中限定離心泵的許用運行區域的定界特徵線點。理想地，其為下列的離心泵的揚程特徵線的典型的特徵線點，此處以A至D來標識，該揚程特徵線與設備特徵線一起定義了其許用運行區域
A = (Qmin，min; nmin)，在最小轉速nmin下的最小許用流量Qmin,
B = (Qmin,max; nmax),在最大轉速nmax下的最小許用流量Qmin,nmin)，在最小轉速 下的最大許用流量Q
D = (Qmax,max; nmax)，在最大轉速nmin下的最大許用流量Qmax。如果故障監控參照於例如由離心泵的最小的許用流量Q柚所描述
的運行極限而進行，則顯然地，上述的特徵線點的子集(例如A， B)
的限定就已足夠。
在接下來的步驟23中，限定該邊界曲線的曲線走向。在馬達參量圖中，邊界曲線例如將相應的起點和終點A"和B"或C"和D"連接起來，這些點是從界定了離心泵的許用運行區域的特徵線點A和B或C和D中導出的。適宜地，此外設有用於點A"與B"之間的第一邊界曲線的曲線走向和在C"與D"之間的第二邊界曲線的曲線走向的進一步的參數，通過該參it可選擇線性的，二次的或三次的走向。此處，不同的走向用於故障監控的對不同設備給定條件的匹配。
一旦參數已被限定，則在步驟24中進行特徵線點A至D的、至邊界曲線的相應的起點和終點A"至D"的變換。A"至D"例如為功率-頻率-圖(簡稱P-f-圖)中的起點和終點。具體地，其含義為A" = (Pmin,min; fmin)，在最小馬達頻率下的最小功率，B" = (Pmin,max; f麗)，在最大馬達頻率下的最小功率，C" = (Pmax,min; fmin)，在最小馬達頻率下的最大功率，D" = (P醒,醒;f腿)，在最大馬達頻率下的最大功率，特徵線A至D到相應的、邊界曲線的起點和終點A"至D"的變換的關係在下文中還將在圖4中根據功率-頻率-圖和作為其基礎的揚程特徵線而以圖形方式加以闡明。
根據本發明，以下一點同樣是可能的，即，點A"至D"在獨立的儀器中被計算或通過其他方式而被得到，並且，該值隨後被傳輸到用於故障監控的裝置1中。
在最小頻率和最大頻率的相應的值之間，也即，在A"和B"之間以及在C"和D"之間，根據所希望的曲線走向，在進一步的步驟25中，計算邊界曲線。這一點例如通過如下方式而進行，即，在一種數值表中將一定數量的計算出的曲線中間值存儲下來。備選地，點A"至D"以及在這些點之間的曲線走向的類型的存儲就已足夠。通過起點和終
13點以及將其相連接的邊界曲線，連同其給定的曲線走向，馬達參量圖 中的經界定的區域在各種情況下都清晰地#1定義且可被使用以用於 隨後的故障監控。
在所示出的方法的變型中，根據本發明同樣可能的是，從離心泵
的額定工作狀態下的最小輸送量和最大輸送量的特徵線點(Qn^;n固n),
(Qmax;nn咖)的變換中獲得功率-頻率-圖中的該四個點A，，至D"。這一點
可例如藉助於在所描述的變換之前基於特徵線點(Q幽;nnenn),(Q匪;n腦) 而算出點A至D而進行。此外，馬達的經界定的運行區域也可基於其 4也點而#皮導出禾口^皮定義。
如已在

圖1中所描述的那樣，此外，與此處所描述的方法有所不
同地，作如下設置，即，在馬達參量圖中直接給定了邊界曲線的點A" 至D"。其可手動地通過測量設施在學習過程期間藉助於計算、圖形方
法或通過其他合適的方法而被獲得。在學習過程中可例如在關閉的和 /或打開的壓力側閥門的情形下分別地在最小頻率和最大頻率下測量
設備中的驅動馬達的電功率並從而限定點A",B"和/或點C",D"。
圖3示出了在離心泵的運行期間的故障監控的典型的流程。根據 本發明的故障監控可在根據那些在圖2中所描述的相應的準備步驟之 後被激活且在離心泵的運行期間尤其地實現空運轉保護功能、幹運轉 保護功能、最小量保護功能和/或超負荷保護功能。此處，在步驟31 中，經常地或周期性地獲取或獲得當前的馬達運行值(如電馬達功率和 馬達頻率和/或驅動馬達的轉速)。這些值或通過合適的傳感器件而被 獲取或/A^f馬達供電的轉速調節儀器中得到。例如在變頻器中，當前 功率值和頻率值總歸是持續地被測定且可供使用的。其被用於故障監 控而無額外測量費用。作如下設置，即，此處變頻器自身為或包含有 用於故障監控的裝置。同樣地，其他功率確定儀器也是合適的。
通過當前獲得的馬達運行值，在步驟32中可確定在馬達參量圖 中的當前馬達運行點。在根據本發明的、帶有之前獲得的給定的經界 定區域的P-f-圖中，這種馬達運行點已由當前電功率和當前馬達頻率所定義。在離心泵或離心泵總成的無故障的運行期間，馬達運行點位 於經界定的區域之內。在故障情況下，馬達運行點低於或超過第一或 第二邊界曲線，即，位於經界定的區域之外。實際的故障監控33在 於馬達參量圖中的馬達運行點的位置的簡單的評估。為此，當前功率 值在其在當前頻率f下的極限值方面被進行評估。此處，在具體的頻 率下的極限值可從給定的被存儲的邊界曲線走向中獲得。在根據數值 表形式的被存儲的曲線走向的情形下，必要時通過插值法獲得針對當 前頻率值f的相應的曲線值。對此的其它可能性是已知的且此處無需 進一步加以敘述。
如在34， 35中所示，確認了馬達運行點是否位於經界定的區域 之內，之上或之下。此處，最小持續時間to和/或tu的給定(被識別為 故障前，馬達運行點必須位於建議的區域之外達該持續時間)減小了對 錯誤測量的每丈感性。此外，由此，僅短時間地存在的故障被忽略。在 檢測出真實的故障36後，可有選擇地可設定地(在如必要時)發出警告 信息或報警信息並繼續或停止離心泵的運行。
圖4示出了作為根據本發明的馬達參量圖的功率-頻率-圖(P-f-圖)41與作為其基礎的、在離心泵的H-Q-圖42中的揚程特徵線H(Q)。 用於最大轉速的特徵線43和用於最小轉速的特徵線44，以及在最小 或最大的許用泵流量Q曲或Qmax下的設備特徵線45或46被示出。基 於在設備中所存在的系統壓力，所有的特徵線在H-Q-圖42中位於高 度水平47之上。特徵線A至D定義了離心泵的許用運行區域48。如 果H-Q-圖42中的特徵線點不可供使用，則也可利用特徵線P(Q)49的 相應的點A，至D，。
示例性地，離心泵的運行點50在效率優化泵流量Q。pt的特徵線 51的區域中^皮繪出。
特徵線點A至D至P-f-圖41中的點A，，至D"的變換以圖形方式 說明。此處，逐步地示出了從H-Q-圖42至P-Q-圖49的變換以及隨 後至P-f-圖41的變換。可供使用的、P-Q-圖49的點A，至D，也可被變換。在馬達參量圖41中，通過點A"至D"定義了經界定的區域52, 該區域52被用於故障監控。此處，點A"和B"通過第一邊界曲線53 而被連接，且點C"和D"通過第二邊界曲線54而被連接。在該示圖中， 邊界曲線53, 54線性地伸延。例如二次方或三次方等的其他走向可 根據設備特性而被選用。
通過當前馬達運行點55的評估和其在馬達參量圖41中的位置， 並且在其離開經界定的區域52時完成故障36的檢定。此外，以下一 點無疑是可能的，即，僅關於兩條邊界曲線53, 54中的一條而進行 故障監控，也即，在具體情況下，或是執行超負荷監控，或是執行低 負荷監控。
額外地還作如下設置，即，直到超過或低於從邊界曲線中導出的 曲線時，才實現故障的檢定和/或發出警告信息或報警信息。此處示出 了通過修正因子而從邊界曲線54或53中導出的曲線56, 57或58, 59，超過或低於曲線56, 57或58, 59會引起警告信息或報警信息。
經界定的運行區域並非必須(如此處所描述的那樣)通過點A"至 D"而被界定邊界，而是，該經界定的運行區域可由其他的馬達運行點 所形成和/或從離心泵特徵線的其他合適的特徵線點、尤其是從H-Q-圖或P-Q-圖中被導出。
在附圖描述中的敘述大致上局限在採用功率-頻率-圖的例子上。 所描述的、帶有用於故障監控的裝置1的方法可^ 皮轉換到其他的馬達 參量圖上，尤其>^皮轉換到功率-轉速-圖上。
即使並未詳細探究，仍需指出的是，在根據本發明的、用於故障 監控的裝置l中，在離心泵的壽命周期內的所有所獲取的或所計算的 參量和故障狀態可被存儲，可被下載且可被輸出到周邊儀器處。
1權利要求
1.一種用於由帶有可變轉速的電馬達所驅動的離心泵的故障監控的裝置，其中，所述裝置在所述故障監控的激活之前獲取、存儲馬達的運行值並維持其有效，並且，在故障監控期間，將所述馬達的當前的運行值與所存儲的值進行比較，其特徵在於，所述裝置(1)參照於所述馬達的經界定的運行區域(52)而對當前的馬達運行點(55)進行評估且當離開所述運行區域時檢測出故障(36)，其中，所述經界定的運行區域(52)通過馬達運行點而形成。
2. 根據權利要求1所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，所述 經界定的運行區域(52)通過單獨的，典型的馬達運行點而形成。
3. 根據權利要求1或2所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於， 在馬達參量圖(41)中所述運行區域(52)通過分別地包含兩個馬達運行 點、尤其是連接起點和終點的至少一個邊界曲線(53,54)而被界定。
4. 根據權利要求3所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，邊界 曲線(53,54)通過線性的，二次的或三次的多項式而形成。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的用於故障監控的裝置，其特 徵在於，所述裝置(l)具有用於輸入值和/或參數值的輸入的器件(5)和/ 或用於輸入值和/或參數值的讀入的器件(6)。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的用於故障監控的裝置，其特點從所述離心泵的許用運行區域(48)中導出。
7. 根據權利要求3至6中任一項所述的用於故障監控的裝置，其特 徵在於，兩條曲線在功率-頻率-圖中限定所述經界定的區域(52)。
8. 根據權利要求7所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，在所 述功率-頻率-圖中，第一邊界曲線(53)連接點對(Pmin,min;fmin),(Pmin,max;f醒)且第二邊界曲線(54)連接點對(P腿,min;f^), (P腿,腿,f匪)。
9. 才艮據權利要求8所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，在所述功率_頻率_圖中的點從所述離心泵的揚程特徵線(42,43,44)的特徵線"、、(Qmin，min，nmin)， (Qmin，max，nmax)， (Qmax，min,nmin), (Qmax,max， nmax )的變換(24)中導出。
10. 根據權利要求9所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，在 所述功率-頻率-圖中的點從所述離心泵的額定工作狀態下的最小和最大輸送量的特徵線點(Q"n誦),(Q應;n,)的變換(24)中導出。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的用於故障監控的裝置，其 特徵在於用於在檢測出故障(36)時所述裝置(1)的反應的可選擇的設定 的器件。
12. 根據權利要求11所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，所 述裝置(l)被集成到作用到所述馬達上的開環或閉環控制裝置，開關設 施，顯示和/或診斷裝置中。
13. 根據權利要求11或12所述的用於故障監控的裝置，其特徵在障監控的裝置(l)。
14. 一種用於由帶有可變轉速的電馬達所驅動的離心泵的故障監控 的方法，其中，在所述故障監控的激活之前獲取、存儲所述馬達的運 行值並維持其有效，並且在故障監控期間，進行所述馬達的當前運行 值與所存儲的值的比較，其特徵在於，參照於所述馬達的經界定的運 行區域(52)而對當前的馬達運行點(55)進行評估且當離開所述運行區 域(52)時檢測出故障(36),其中，所述經界定的運行區域(52)通過馬達 運4亍點而形成。
15. 根據權利要求14所述的用於故障監控的方法，其特徵在於，所 述經界定的運行區域(52)通過單獨的，典型的馬達運行點而形成。
16. 根據權利要求14或15所述的用於故障監控的方法，其特徵在 於，在馬達參量圖(41)中所述運行區域(52)通過分別地包含兩個馬達運 行點、尤其是連接起點和終點的至少一個邊界曲線(53,54)而被界定。
17. 根據權利要求16所述的用於故障監控的方法，其特徵在於，邊界曲線(53,54)通過線性的，二次的或三次的多項式而形成。
18. 根據權利要求14至17中任一項所述的用於故障監控的方法，運行點從所述離心泵的許用運行區域(48)中導出。
19. 根據權利要求16至18中任一項所述的用於故障監控的方法， 其特徵在於，兩條曲線在功率-頻率-圖中限定所述經界定的區域(52)。
20. 根據權利要求19所述的用於故障監控的方法，其特徵在於，在 所述功率_頻率_圖中，第一邊界曲線(53)連接點對(Pmin,min;fmin),(Pmin,匪;f醒)且第二邊界曲線(^)連接點對(P謹,min;Lin)
21. 根據權利要求20所述的用於故障監控的方法，其特徵在於，所 述功率_頻率_圖中的點藉助於所述離心泵的揚程特徵線(42,43，44)的特徵線點(Q min,min，nmin)， (Qmin，rnax,nmax)， (Qmax，min， nmin), (Qmax，max;nm狀)的變才奐 (24)而被導出。
22. 根據權利要求20所述的用於故障監控的裝置，其特徵在於，所 述功率_頻率_圖中的點藉助於所述離心泵的額定工作狀態下的最小和最大輸送量的特徵線點(Qn^;nne皿),(Q腿;n,)的變換(24)而被導出。
23. 根據權利要求14至22中任一項所述的用於故障監控的方法， 其特徵在於，在檢測出故障(36)時，產生警告信息或報警信息和/或繼 續或停止所述離心泵的運行。
全文摘要
一種用於由帶有可變轉速的電馬達所驅動的離心泵的故障監控的裝置(1)，以及一種利用這種裝置(1)用於故障監控的方法。此處，所述裝置(1)在故障監控激活前獲取、存儲馬達的運行值並維持其有效，並且，在故障監控期間，將馬達的當前運行值與所存儲的值進行比較。所述裝置(1)參照於馬達的給定的，經界定的運行區域(52)而對當前馬達運行點(55)進行評估，並當離開所述運行區域(52)時，檢測出故障(36)。此處，所述經界定的運行區域(52)通過馬達運行點而形成。
文檔編號F04D15/00GK101680457SQ200880015793
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月7日 優先權日2007年5月12日
發明者M·西洛維克 申請人:Ksb股份公司