[发明专利]用于在非恒定转矩分布条件下启动泵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于压缩机的电动机的方法，所述电动机在启动期间，尤其是在转子能够克服峰值转矩分布值，例如往复压缩机的上止点位置，即压缩相位(compression phase)，之前需要在转子内建立角动量的情形中，受到非恒定转矩。

具体而言，本发明涉及应用于受到可变机械负载的电动机的方法，其中需要在转子能够通过最大机械负载点，例如活塞气缸压缩机系统的上止点位置，之前，尤其是在压缩相位期间在转子内建立角动量。

背景技术

必须解决的重要目标或目标(如果不是重要目标)是存在可变机械负载时，例如如果在存在不平衡的压力条件的冷却系统内，提高启动性能。这可以通过获得在对准期间(正好在启动电动机之前)有关实际转子位置的信息来实现。

已知使用对准相位将转子定位在最远离压缩相位。对准相位是基于有关电动机类型和机械负载的配置的信息。这通过在转子进入压缩相位之前在转子内积累更大的角动量提高启动性能。

当存在压力差时更需要在转子内积累额外的角动量，这是由于在压缩相位的较高的负载(在压缩机系统的情形中)。在电动机最后停止之后立即需要重新启动的情况通常是这种情形。在这种情况下，通常不同的压力还没有例如通过毛细管被平衡。

当使用无传感器换向电动机和具有四极或更多极(两极对或更多)的电动机，不能获得任何当应用特定换向时转子定位在哪个换向部分中的信息。

通常，可以假定转子不是停止在“上部的”120度范围(该范围将等于活塞的上止点位置)，因为当电动机停止时存在的压力差将向下驱使活塞。此外，转子可能在活塞的上止点位置之前或上止点位置之后停止。这引起转子相对活塞的下止点位置的方向前进或倒转。

依赖于由转子磁体和定子齿之间的磁力和/或磨损引起的阻力，会发生转子可能停止在离开活塞的下止点位置的某个位置的情形。这导致在活塞的下止点位置之前和之后、在剩余240度范围内的某些可能位置(在前面假定的具有六极的电动机的情形中)。

发明内容

为了获得对系统的更好的控制，期望检测活塞是否在压缩相位附近。通过移动转子和检测实际的运动可以获得这个目标，由此再次将转子定位在最佳位置用于实现最佳的启动性能。

目前，提出实施一种控制连接至可变机械负载的电动机的方法，其中所述电动机设计成从静止位置沿向前方向启动，通过首先移动电动机至转矩极限位置建立所述静止位置，其中通过施加磁场沿旋转方向旋转电动机的轴直到通过可变机械负载施加到电动机的轴的转矩停止由磁场引起的所述轴的旋转运动到达所述转矩极限位置，因此即使所述磁场仍然在转动，也将所述轴留在所述转矩极限位置处。可变机械负载可以来自多种技术装置。作为示例，其可以包括凸轮形装置。尤其在这种情形中，可变机械负载可以是反复的和/或循环的(例如正弦曲线或类似的)。然而，可变机械负载可以依赖于附加的参数，例如可变机械负载的最后的启动和可变机械负载的重新启动之间的时间间隔。如果涉及能够由于泄漏效应、排放效应等导致发生残余力的平衡的系统，则会出现这种对时间差的依赖。如果电动机被放置在这种“极端(extreme)”位置上，则通常可以很好地确定电动机的“机械位置”。具体地，通常可以决定电动机的转子(轴)当前处于多极电动机的哪个换向或哪个换向部分(换向的角部分)。从这种“极端”位置开始，可以直接启动电动机并且获得角动量以克服(静态)转矩极限位置。

附加地或替换地，还可以从“极端”位置启动电动机并将电动机重新定位至有利的启动位置。应该注意到，在许多情况下(尤其在泵送系统)可变机械负载通常呈现多个转矩极限位置，尤其是两个非常显著的转矩极限位置。

具体地，可以通过施加沿反方向旋转所述电动机的所述轴的磁场到达转矩极限位置。在这种情况下，可以颠倒旋转场的方向并获得角动量以最终克服在不首先获得角动量的情况下可以达到的电动机的角位置的“另一”侧的(静态)转矩极限。

具体地，可以使电动机的静止位置和转矩极限位置实质上是相同的。在这种情况下，有利的是可以在较小的施加到电动机的电流的情况下获得最大角动量和/或获得一定角动量。

优选地，以这种方式执行所述方法，使得可变机械负载是实质上或基本上循环地发生的可变机械负载，尤其是泵送装置或抽吸装置，优选为循环地改变体积类型的泵送装置或抽吸装置。这里提供的方法尤其适于这种装置。

根据本方法的一个实施例，可变机械负载是泵送装置或抽吸装置，尤其是真空泵和/或隔膜泵和/或活塞和气缸泵和/或往复泵。正如在前面提到的情形中，所述方法尤其适于这种装置。