CN107208641A - 用于控制压缩机/真空泵速度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于调节压缩机/真空元件速度的方法，该方法包括以下步骤：‑启动压缩机/真空元件(1)；‑通过相对于在该压缩机/真空元件(1)内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道(4)与压缩机/真空元件(1)之间流动的流体的体积来调节在压缩机/真空元件(1)内的压力；其特征在于，该方法包括以下步骤：‑在压缩机/真空元件(1)的速度达到预设速度值之后将压缩机/真空元件(1)连接至工艺通道(4)；以及‑调整压缩机/真空元件(1)的速度以便将压缩机/真空元件(1)的功率维持在相对恒定值。

Description

用于控制压缩机/真空泵速度的方法
技术领域
本发明涉及用于调节压缩机/真空泵速度的方法，该压缩机/真空泵具有安装在流入通道上的调压阀，该流入通道与压缩机/真空元件直接流体连通，该调压阀通过相对于在该压缩机/真空元件内的压力值与设定压力值之间的差调整在工艺通道与真空元件之间流动的流体的体积来调节在压缩机/真空元件内的压力。
背景技术
驱动压缩机/真空泵的电机的寿命直接取决于高负荷请求的数目和频率。因此，当以最大功率驱动压缩机/真空泵时，电机损害的风险显著增加。由于这种风险，如在US2013/323,082中描述的一种已知系统提出了一种速度控制器，其能够根据出口压力与入口压力的压力比以及根据直到离心压缩机可能进入喘振状态为止前流过离心压缩机的流体体积的最小允许值所确定的离心压缩机最佳速度来调整电机的速度。
因此，根据沿着离心压缩机峰值效率运行曲线上的压力比来确定压缩机的速度，并且当该参数低于最小允许值时增大压缩机的速度或当该参数大于等于最小允许值时减小压缩机的速度。
在US20l3/323,082中介绍的系统的缺点之一为复杂性。为了确定最佳速度线，控制器需要考虑大量的参数，例如出口压力与入口压力之比、根据流过压缩机的流体体积的最小允许值而确定的离心压缩机最佳速度、以及效率运行曲线。此外，这种曲线可根据传感器测量的温度而变化。这种复杂的确定方式需要高的计算能力，从而增大了系统成本。
这种提出的方法的另一缺点在于，因为将速度与最小允许值相比较，所以在实际运行模式中将产生频繁的速度波动并从而导致电机过早磨损。
因为速度由于外部参数而波动，所以由压缩机/真空系统产生的噪声强度也会波动，从而产生不利的噪声影响和不稳定的行为。
发明内容
考虑到上述缺点和风险，本发明的目的为提供一种减少压缩机/真空泵内发生速度波动的方法和系统。
本发明的另一目的为减少噪声强度波动。
本发明的又一目的为以最大能力使用驱动压缩机/真空泵的电机，不会发生故障或危害电机的寿命。
本发明进一步旨在减少维护干预的频率和增大压缩机/真空泵的效率，但不增大设计的复杂性。
本发明通过提供一种用于调节压缩机/真空元件速度的方法来解决上述和/或其它问题的至少一个，该方法包括以下步骤：
-启动压缩机/真空元件；
-通过相对于在该压缩机/真空元件内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道与压缩机/真空元件之间流动的流体的体积来调节压缩机/真空元件内的压力；
其中，方法还包括以下步骤：
-在压缩机/真空元件的速度达到预设速度值之后，将压缩机/真空元件连接至工艺通道；以及
-调整压缩机/真空元件的速度以便将压缩机/真空元件的功率维持在相对恒定值。
因为根据本发明的方法包括在压缩机/真空元件的速度达到预设值之后将压缩机/真空元件连接至工艺通道的步骤，所以压缩机/真空元件具有足够的时间达到比启动系统时测量的值相对较低的压力，从而增大了当其连接至工艺通道时系统的响应性。
在系统包括真空元件的情况下，在真空元件内速度达到预设值之后将真空元件连接至工艺通道的另一益处在于，在将真空元件连接至工艺通道之前在真空元件的入口处可采用吹扫周期，从而允许系统净化。
因为真空泵的功率取决于真空元件的转矩和速度，以及因为当启动真空元件时或当真空元件在入口通道处压力相对高的情况下工作时转矩模量较高，所以调压阀不使真空元件连接至工艺通道的时间间隔允许真空元件达到转矩模量的较低值，这样在保持功率值相对恒定的同时允许当连接至工艺通道时系统达到更高速度。如果在启动真空元件之后立即将其连接至工艺通道，则由于转矩模量的高值，系统将更迟才达到高速，从而更低效。
由于调压阀，所以在上述时间间隔期间系统不会发生因压力变化而引起的显著速度波动。因此，如果在真空元件入口处的压力高于设定值，则调压阀维持真空元件内的压力相对恒定。因此，在相对恒定的速度和高效率下使用驱动真空泵的电机，增大了电机寿命和在系统内所有旋转元件的寿命。
因为系统不发生显著的速度波动，所以噪声强度波动也被最小化，从而允许压缩机/真空泵在更多种应用中使用。
因为在压缩机/真空元件的速度达到预设速度值之后将压缩机/真空元件连接至工艺通道，所以增大了压缩机/真空泵的产出。
本发明还涉及控制器单元，其被配置成调节压缩机/真空元件的速度，控制器单元包括：
-数据通信接口，用于接收关于驱动压缩机/真空元件的电机的电流的参数；
-用于把从电机接收到的数据与保存在数据库内的预定电流值进行比较的装置；
-调压阀，其安装在流入通道上，该流入通道与压缩机/真空元件直接流体连通，该调压阀通过相对于在该压缩机/真空元件内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道与压缩机/真空元件之间流动的流体体积来调节压缩机/真空元件内的压力；
其中，控制器单元还包括：
-用于在压缩机/真空元件的速度达到预设速度值之后将压缩机/真空元件连接至工艺通道的手段；
-数据通信通道，用于将控制信号发送至该电机以便如果所接收的电流参数不在预定最大电流值和/或最小电流值之间则增大或减小电机的转速。
通过使用这种控制器单元，将压缩机/真空泵的复杂性、制造和维护费用保持在最小限度。
本发明还涉及压缩机/真空泵，其具有调压阀和根据本发明的控制器单元。
本发明还涉及本发明的控制器单元的一种用途，用于将压缩机/真空元件的速度维持在第一最大速度变化曲线与第二最大速度变化曲线之间。
附图说明
为了更好地示出本发明的特征，下面参考附图借助非限制性示例来描述本发明的优选方法和系统配置，其中：
图1公开了根据本发明实施例的压缩机或真空泵；
图2公开了根据本发明实施例的第一最大速度变化曲线和第二最大速度变化曲线；
图3公开了根据本发明实施例的算法，用于根据测量电流来控制第一最大速度变化曲线和第二最大速度变化曲线；
图4公开了根据本发明实施例的调压阀；以及
图5公开了根据本发明另一实施例的调压阀。
具体实施方式
本发明涉及一种用于调节压缩机/真空元件1的速度的方法，该方法包括以下步骤：启动压缩机/真空元件1(图1)；和，通过相对于在压缩机/真空元件1内的压力值和预设压力值之间的差调整在工艺通道4与压缩机/真空元件1之间流动的流体体积来调节在压缩机/真空元件1内的压力。
在本发明的上下文中认为，一旦启动压缩机/真空元件1，在压缩机/真空元件1处的压力值就决定了驱动压缩机/真空元件1的电机在高功率下工作。该功率取决于在压缩机/真空元件1内的至少一个转子的转矩和转速。
在本发明的上下文中，转矩应理解为例如齿轮、轴或转子之类的转动元件克服转动阻力的测量能力。
一旦启动压缩机/真空元件1，则由于流入通道5处的高压，在压缩机/真空元件1内的至少一个转子处的转矩模量相当高；相应地，即使电机2在高功率下运行，转子的转速也低。随着压缩机/真空元件1继续运行，转矩模量将逐渐地减少；相应地，可通过系统来使在压缩机/真空元件1内的转子的速度逐渐地增大。
换句话说，即使电机2在高功率下工作，系统也不允许转子在刚刚启动压缩机/真空元件1之后就立即达到高速。
因为根据本发明的方法调整压缩机/真空元件1的速度以便将该压缩机/真空元件1的功率维持在相对恒定值，所以一旦转矩减小，就允许速度增大。因此，在调压阀3调整在工艺通道4与压缩机/真空元件1之间流动的流体的体积的同时电机2并未发生显著变化，并且系统在最小时间间隔中达到高产出，从而增大了效率和减少了等待时间间隔。
因为将系统的功率维持在相对恒定值，所以允许由压缩机/真空元件1使用的电机2在大范围的工作参数内工作相当长的时间。因此，电机2既不过载也不欠载，从而增大了压缩机或真空泵的效率并且同时保护了电机2。
优选地，当遇到压缩空气或真空的请求时，根据本发明的方法允许驱动压缩机/真空元件1的电机2在整个运行时间间隔期间在大范围的工作参数内工作。
在本发明的上下文中，应理解，压缩机/真空元件1为可从单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、涡旋式压缩机、涡轮压缩机、单齿真空泵、双齿真空泵、单螺杆真空泵、双螺杆真空泵、涡旋式真空泵、涡轮真空泵、旋转叶片式真空泵等等中选出的压缩机或真空泵的组成部分。上述类型的压缩机/真空元件1均可为喷油式或无油式。
在本发明的上下文中，应理解，压缩机/真空元件1包括封闭在腔室内的至少一个转子。为便于说明，压缩机/真空元件1的至少一个转子的转速以下简称为压缩机/真空元件1的速度。
方法还包括以下步骤：在流入通道(未图示)上提供调压阀3，该流入通道与压缩机/真空元件1直接流体连通，调压阀3通过相对于在该压缩机/真空元件1内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道4与压缩机/真空元件1之间流动的流体的体积来调节在压缩机/真空元件1内的压力。
因为方法包括在流入通道上提供调压阀3的步骤，以及因为在压缩机/真空元件1的速度达到预设速度值之后将压缩机/真空元件1连接至工艺通道4，所以电机3具有充足的时间达到以下状态：转矩模量足够低，以允许电机3显著地增大转子的转速。
在根据本发明的实施例中，在压缩机/真空元件1达到该预设速度的时间间隔期间将调压阀3优选地保持在闭合状态或大致闭合状态。
在根据本发明的实施例中，如果系统为压缩机，则可在刚刚启动压缩机元件之后将压缩机元件立即连接至工艺通道4。
优选地，调压阀3(图4或图5)包括外壳V5，其限定了由壁V8隔离开的第一腔室V6和第二腔室V7。第一腔室V6包括可动元件V9，其限定了彼此流动密封的第一空腔V6a和第二空腔V6b。第一空腔V6a包括连接至第一流体源的入口通道V10和用于在可动元件V9上施加力的施力装置。
优选地，该壁V8作为第一腔室V6的第二空腔V6b与第二腔室V7之间的隔离壁。
外壳V5可例如包括盖V5a。在此情况下，但不是必须地，入口通道V10居中地设置在处于第二空腔V6b对侧的盖V5a上。
第二腔室V7与流体源的工艺通道4直接连通，第二腔室V7中还包括阀体V11，阀体V11具有远端V11a和近端V11b，远端V11a延伸进入第一腔室V6的第一空腔V6a，该阀体V11可在初始闭合状态与第二打开状态之间移动，在初始闭合状态中近端V11b被推靠在密封法兰V12上，在第二打开状态中流体在工艺通道4与压缩机/真空元件1的流入通道5之间流动。
在本发明的上下文中，应理解，外壳V5可由一个整体件或几个单独件制成。
阀体V11可滑动地安装在壁V8中，以阻止流体在第二腔室V7与第一腔室V6的第二空腔V6b之间流动。
优选地，密封法兰V11形成有朝着压缩机/真空元件1的流入通道5的开口。
在根据本发明的优选实施例中，阀体V11安装在引导部V13内，在此情况下引导部V13为管形元件的形状，其包括安装在引导部V13处的密封件V14和衬套V15，以免在第一腔室V6的第二空腔V6b与第二腔室V7之间有任何残余流体流动的风险。
优选地，阀体V11包括延伸穿过该阀体V11的流体通道V16，以允许流体在第一空腔V6a与压缩机/真空元件1的流入通道5之间流动。因此，在第一空腔V6a内的压力值将与在压缩机/真空元件1的流入通道5处流体压力值相同。
可动元件V9可例如为隔膜、或活塞或金属板的形状。
优选地，用于在可动元件V9上施加力的施力装置可为以下形状：弹簧、活塞、或金属板，例如钢板，对其来说在可动元件V9上施加力为材料的固有性质。在可动元件V9上产生的力可为压力或拉力。
优选地，用于在可动元件V9上施加力的施力装置包括位于第一空腔V6a中推压该可动元件V9的弹簧Vl7。
弹簧V17可例如居中地位于第一腔室V6的第一空腔V6a内并推压可动元件V9上的居中表面。
优选地，外壳V5包括围绕入口通道V10的箍套V18，用于定位该弹簧V17并将其保持在稳定的中心位置。入口通道V10可相对于该箍套V18同心定位。
在根据本发明的另一实施例中，入口通道V10可位于盖V5a的横向侧。
优选地，弹簧V17在初始闭合状态中产生低于3000N(牛顿)的力F1，更优选地弹簧V17产生低于2000N的力F1，甚至更优选地弹簧V17产生1000N以下的力F1。
在优选实施例中，弹簧V17在初始闭合状态中产生在500至2000N的范围中的力F1。
优选地，在此示例中，推靠在密封法兰V12上的近端V11b的形状为具有圆化边缘的截头圆锥体，在面向第二腔室V7的一端处的一个底具有最大直径，在面向压缩机/真空元件1的流入通道5的一端处的另一个底具有最小直径。
优选地，近端V11b在面向压缩机/真空元件1的流入通道5的一端处具有中空腔V19。
调压阀3优选地包括用于引导可动元件V9的两个引导元件V20和V21：第一引导元件V20位于第一腔室V6的第二空腔V6b中，处于可动元件V9与将第一腔室V6与第二腔室V7隔离开的壁V8之间；第二引导元件V21位于第一腔室V6的第一空腔V6a中，在可动元件V9与弹簧V17之间。
可动元件V9可为活塞或金属板的形状。优选地，可动元件V9为固定在第一腔室V6的外壳V5中的隔膜。
在根据本发明的另一实施例中，第一引导元件V20的形状为圆柱形块，在面向壁V8的一侧上具有中空槽，用于接收引导部V13。
在根据本发明的另一实施例中，第一引导元件V20为圆盘的形状，具有用于接收阀体V11的孔。
第二引导元件V21可为圆盘的形状，在弹簧V17置靠的一侧上具有用于接收阀体V11的孔。
优选地，第二引导元件V21包括向盖V5a延伸的圆周边框。
优选地，第一腔室V6的第二空腔V6b还包括将该第二空腔V6b流动连接至处于压力P1下第一流体源的入口通道V22。
为便于设计，第一流体优选为空气，P1优选为大气压。
为了控制流过第一腔室V6的第一空腔V6a的入口通道V10和流过阀体V11流向压缩机/真空元件1的流入通道5的流体的体积，第一腔室V6的第一空腔V6a的入口通道V10还包括用于把第一空腔V6a密封以与压力P1的流体流隔离开的密封装置。
优选地但不限于，用于把第一空腔6a密封隔离开流体流的密封装置为阀10。
在根据本发明的实施例中，如果系统包括真空泵，则该真空泵优选地在连接至工艺通道4之前进行吹扫周期以清除系统中的杂质。
如果系统包括真空泵，则流入通道一体地包含在真空泵的入口通道中，或与真空泵的入口通道直接流体连通。
在根据本发明的实施例中，当真空元件进行吹扫周期时，将调压阀3维持在闭合状态中。一旦将真空元件连接至外部工艺，则调压阀3将控制在工艺通道4与真空元件之间流动的流体的体积，这将会进一步说明。
如果在真空元件的入口通道处的压力Pelement低于最小设定值，则阀体V11抵抗由弹簧V17产生的力而朝第一腔室V6的方向滑动地移动，从而使阀体V11的近端V11b从密封法兰V12升起并允许流体在工艺通道4与真空元件的入口通道之间流动。
当真空元件的入口通道处的压力值达到足够高的值以便在第一腔室V6的第一空腔V6a与第二空腔V6b之间的压力差足够低时，则允许阀体V11的近端V11b向密封法兰V12移动并减少流体流动。如果在真空元件的入口通道内的压力仍然过高，则移动阀体V11的近端V11b直到其被推靠在密封法兰V12上为止，从而完全地阻止流体在工艺通道4与真空元件的入口通道之间流动。
在根据本发明的优选实施例中，根据真空泵所连接至的应用来调整使阀体V11的近端V11b从密封法兰V12升起和/或被推靠在密封法兰V12上所需的压力值。
优选地，当Pelement高于最小设定值时，近端V11b压在密封法兰V12上且流体流流过流体通道V16。当Pelement等于或低于最小设定值时，阀10关闭并且没有流体流过流体通道V16，从而调压阀3进入调节状态。压力Pelement和工艺通道4内的压力值在这种状态中受变速驱动单元或变频器(真空泵的驱动装置的组成部分)影响。
优选地，该驱动装置可为内燃机或电动机、涡轮机(例如水轮机或汽轮机)等等。
驱动装置可被直接地驱动，或可通过如联接器或传动箱的中间传动系统来驱动。
因为根据本发明的真空泵使用如上所述的调压阀3，所以可在吹扫周期期间维持流过整个阀体V8的流体稳定流动，从而增大流过整个真空元件的流体的体积和增大吹扫周期的可靠性。因此，可减少为执行吹扫周期而分配的时间间隔。
优选地，但不是必须地，调压阀3是如在专利申请BE20l5/5072中描述的类型，该专利申请在此以引用的方式整个地并入本文。
在本发明的上下文中，应理解，也可使用具有不同结构的其它类型阀。
在根据本发明的优选实施例中，因为在吹扫周期期间驱动真空泵的电机的速度相对较高，所以优选地在将真空元件连接至外部工艺之前系统将该速度减小至设定速度。该设定速度可为在范围500-4600rpm(每分钟转数)中选出的任一速度值。例如，但不限于，设定速度可选为大约3500rpm。
由于此步骤，即使在外部工艺处的压力值相对较高，在外部工艺处的压力值与在真空元件处的压力值之间的压力差也不会使电机过载或跳闸。
优选地，该阀10通过喷嘴(未图示)被连接至吹扫气体源。
在根据本发明的优选实施例中，阀10的喷嘴的直径远大于在调压阀3的远端V11a处喷嘴的直径。因此，当打开阀10时，保持流体从阀10流动，流过调压阀3并流入真空元件1的流入通道5中。
在根据本发明的优选实施例中，当真空元件1进行吹扫周期时，系统将在相对高速度下运行预定时间间隔，以达到预设温度。
该预定时间间隔可例如在1分钟到3小时之间选择，这取决于各个工艺的要求。
该预设温度可在60-105℃之间选择，例如，预设温度可为80℃，或该温度可为103℃。
优选地，在吹扫周期期间，系统将真空元件1内的压力维持在所需值。此值可为在5-1000毫巴之间选择的任意值，这取决于对工艺通道4的要求。
在根据本发明的优选实施例中，当将真空元件1连接至外部工艺时，阀10处于闭合状态，以便在最大产出的情况下真空元件1影响工艺通道4内的压力。
在根据本发明的优选实施例中，当在流入通道5中的压力上升时，根据预定第一最大速度变化曲线6(图2)调节压缩机/真空元件1的速度。
在根据本发明的另一优选实施例中，当在流入通道5中的压力减小时，根据预定第二最大速度变化曲线7来调节压缩机/真空元件1的速度。
优选地，方法还包括以下步骤，其中，将压缩机/真空元件1的最小允许速度8确定为将压缩机/真空元件1维持在名义工作参数内的极限。优选地，该最小允许速度8不同于预定第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7。
因为根据本发明的系统不使用线速度极限而是使用第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7，所以驱动压缩机/真空元件1的电机2的速度变化频率保持在最低限度。因此，当压缩机/真空元件1发生压力变化时，因为功率维持在相对恒定值，所以转子的转速也将发生变化。如果系统应用单个最大速度变化曲线，则每当转子的转速达到比极限值高或低的值时电机2将发生振荡。这种效果将增大电机2发生故障的机率，并且还会造成声音强度的波动，从而限制了可以使用该系统的应用场合。
通过根据第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7调整速度，系统将不会在一旦感应到压力变化时就立即调整转子的速度，而是当速度值小于等于和/或等于在第二最大速度变化曲线7和/或第一最大速度变化曲线6的边界线上的值时才调整转子的速度。
在根据本发明的优选实施例中，当系统发生压力减小时，根据第二最大变化曲线7调整速度；和/或，当系统发生压力增大时，根据第一速度变化曲线6调整速度。
为了优化系统的运行和减少速度变化，第一最大速度变化曲线6和第二最大速度变化曲线7决定压缩机/真空元件1速度的行为滞后类型。因此，根据本发明的方法将电机2维持在大范围运行参数内，从而保持系统产出高。
在根据本发明的优选实施例中，方法还包括以下步骤：保持压缩机/真空元件1的速度相对恒定直到达到调压阀3的预设压力值为止；以及在达到该压力值之后：根据第二最大速度变化曲线7增大压缩机/真空元件1的速度；和/或根据第一最大速度变化曲线6减小压缩机/真空元件2的速度。
因为系统使用调压阀3以及因为流体通道V16允许流体流流过阀体直到达到压缩机/真空元件的预设速度为止，所以将压缩机/真空元件1处的压力值维持在相对恒定值直到达到最佳工作参数为止。因为将压缩机/真空元件1处的压力保持恒定，所以电机2的功率也保持在相对恒定值。
在达到设定速度之后，流体通道V10优选地与流体源断开连接，从而导致阀3进入打开状态并且在最大产出情况下工艺通道4内的压力直接地受该压缩机/真空元件1影响。
在根据本发明的优选实施例中，如果系统包括真空元件1，则将真空元件1内的压力维持在相对恒定值，直到在流入通道5处达到预设压力值为止。优选地，预设压力值低于600毫巴，更优选低于500毫巴，最优选为大约400毫巴。
在本发明的上下文中，应理解，可根据启动真空元件1时的压力值、或者对工艺通道4的要求、或在启动真空元件1时的压力值与在工艺通道4处的所需压力之间的压力差来选择预设压力值。
当启动真空元件1时的压力值为大气压及预设压力值选为大约400毫巴时，系统产生大约600毫巴的压力差，其足以在喷油真空泵内维持油喷射。
优选地，当启动真空元件1时，电机将以预定启动速度驱动转子并将逐渐增大速度直到达到设定速度为止，随后将真空元件1连接至工艺通道4，如前所述。
优选地，但不限于，该预定启动速度不高于电机在预设压力值下可达到的最大速度。该预定启动速度可被选为介于600与4600rpm之间的任意值，这取决于使用的压缩机/真空元件1。
在系统包括真空元件1的情况下，该速度可例如但不限于大约3500rpm。
为了更有效且更易控制压缩机/真空元件的速度，第二最大速度变化曲线7不达到压缩机/真空元件1的最小预设速度值8。因此，可将压缩机或真空泵维持在最佳工作参数内。
在根据本发明的另一实施例中，为了进一步保护电机2，根据本发明的方法采用以下步骤：测量流过电机绕组的电流；以及把该测量电流与最大允许电流进行比较。在根据本发明的一个实施例中，如果测量电流低于最大允许电流，则根据第一最大速度变化曲线6或第二最大速度变化曲线7来增加电机的速度。
优选地，如果测量电流高于最大允许电流，则根据第一最大速度变化曲线6或第二最大速度变化曲线7来减小电机的速度。通过采用此步骤，确保了变频器(电机2的组成部分)不发生任何跳闸。跳闸效果是不良的，因为这会导致系统重设，从而意味着在工艺通道4上达到所需压力值将会延迟并且从而降低真空泵或压缩机的效率。
执行此步骤的另一效果在于：将压缩机或真空泵的电机2保持在最佳参数内，而没有过载的风险。因此，可在整个运行周期内把系统的产出维持在高范围内，而不危及电机2的寿命。
在根据本发明的优选实施例中，为了更有效地控制速度，如果流过电机绕组的电流高于最大允许电流，则将第一最大速度变化曲线6或第二最大速度变化曲线7转化至更低值(图3)和/或将压缩机/真空元件1的最小预设速度值8转化至更高值。此外，如果流过电机绕组的电流低于最大允许电流，则将第一最大速度变化曲线6或第二最大速度变化曲线7转化至更高值和/或将压缩机/真空元件1的最小预设速度值8转化至更低值。
通过采用此步骤，根据本发明的方法不直接地影响压缩机/真空元件1的速度，而是影响第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7和/或最小预设允许速度值8，它们确立了允许压缩机/真空元件1运行的速度上下限。
因此，将速度波动和声音波动保持在最低限度。
优选地，当测量的流过电机绕组的电流值达到高于最大允许电流加上在0.1-2A(安培)之间选择的公差时，压缩机/真空泵转化第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7和/或所允许的最小预设速度值8。
在根据本发明的优选实施例中，控制器单元以在100-400msec(毫秒)之间选择的采样速率来测量在流入通道上的压力，更优选地控制器单元以200msec的采样速率测量在流入通道5上的压力。
在优选实施例中，控制器单元包括压力控制器、速度控制器和限制功能器。
优选地，压力控制器将工艺通道4内的测量压力值与要求压力值进行比较并计算元件的所需速度，以达到要求压力值。
在本发明的上下文中，要求压力值应理解为是在外部工艺处需要的并由压缩机/真空元件1的使用者选择的压力值。
优选地，限制功能器对于每个测量的压力值确定两个速度值：如果经过所测量的压力值绘制平行于速度轴的虚拟线，则最大速度值对应于在第一最大速度变化曲线6或第二最大速度变化曲线7的边界线上找到的值，以及在该虚拟线和最小预设速度值曲线8之间交叉点处确定的在最小预设速度值曲线8上找到的第二最小值。
限制功能器进一步把要求速度与这两个确定的最大和最小速度值进行比较。
如果该要求速度高于最大速度值，则优选地将设定速度调整至该最大速度值。
如果该要求速度低于最小值，则优选地将设定速度调整至该最小速度值。
如果该要求速度不高于该最大速度值或不低于该最小速度值，则限制功能器优选地不影响设定速度，设定速度将等于要求速度。
优选地，速度控制器把设定速度与测量速度进行比较并调整电机的速度，以匹配设定速度。
此外，控制器单元优选地测量流过电机绕组的电流并把该测量值与预定最大值进行比较。如果测量电流值高于预定最大值，则控制器单元优选地改变最大速度值和/或最小速度值。
在根据本发明的优选实施例中，如果测量电流高于预定最大值，则控制器单元优选地将最大速度值转化成更低值和/或将最小速度值转化至更高值。
在本发明的上下文中，转化值应理解为在曲线图上的虚拟绘制线上找到的更低值或更高值，该虚拟绘制线与一个轴平行，在此例中与速度轴平行，并且穿过测量值绘制。
在本发明的上下文中，应理解，控制器单元为能够改变压缩机/真空元件1中至少一个构件的状态的电模块。
在本发明的上下文中，应理解，当规定控制器单元以例如但不限于增大或减小压缩机/真空元件1的电机的速度或将压缩机/真空元件1连接至工艺通道4之类的特定方式影响构件的状态时，控制器单元产生信号，例如电信号，其改变至少一个构件的状态。
在根据本发明的另一实施例中，控制器单元进一步比较该测量电流值与预定最小值。如果该测量值低于预定最小值，则控制器单元将最大速度值转化至更高值和/或将最小速度值转化至更小值。
在根据本发明的优选实施例中，如果测量电流高于预定最大值或低于预定最小值，则控制器单元改变压缩机/真空元件1的最大速度值和/或最小速度值，即使测量速度不高于该最大速度值或不低于最小速度值。因此，根据本发明使用控制器单元的压缩机/真空元件1在高速和低速情况都能在转矩模量高值下运行。
优选地，控制器单元在改变最大速度值和/或最小速度值之前考虑在0.l-2A(安培)之间的公差。
因为控制器单元执行这种比较，所以压缩机/真空元件1的速度并不是像现有系统那样直接且立即地改变，而是改变最大速度值和/或最小速度值，从而使压缩机/真空元件1的速度波动更小并相应地使噪声波动更小。
优选地，速度极限S1(图2)由压缩机/真空元件1的机械极限决定，例如由下列元件任一规定的极限：电机2、变频器、变频器的切换频率、轴承、用于转子或罩壳的材料、噪声极限等等。
如果系统包括真空元件1，则速度极限S2由调压阀3决定。
在本发明的上下文中，应理解，可根据使用的压缩机/真空元件1和/或对流入通道5的要求来选择第一最大速度变化曲线6、第二最大速度变化曲线7、速度极限S1和/或速度极限S2。
本发明还涉及控制器单元，其被配置成调节压缩机/真空元件1的速度。
在本发明的上下文中，应理解，该控制器单元可为压缩件或真空泵的一体部分，或可为与该压缩机或真空泵通信的外部模块。
控制器单元包括数据通信接口，用于接收关于驱动压缩机/真空元件1的电机的电流的参数。优选地，控制器单元还包括用于把从该电机2接收到的数据与保存在数据库内的预定电流值进行比较的装置。
用于把从该电机2接收到的数据与预定电流值进行比较的装置可例如为安装在控制器单元处或外部位置处的处理器。
优选地，压缩机或真空泵包括调压阀3(图4或图5)，其将安装在流入通道5上，该流入通道5与压缩机/真空元件1直接流体连通。
如果系统包括真空元件1，则优选地该阀3通过相对于在该真空元件1内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道4与真空元件1之间流动的流体的体积来调节真空元件1内的压力。
优选地，可根据对工艺通道4处压力值的要求来选择预设压力值。例如，该压力值可为介于但不限于范围200-800毫巴内的任意选定值。
在根据本发明的优选实施例中，如果系统包括真空元件，则预设压力值为大约400毫巴。
优选地，在流入通道5上的压力值达到预设压力值之前，调压阀3将真空元件1内的压力值维持在相对恒定值。因此，真空元件1处的转矩减小并且真空元件1的速度能够增大，而不危害电机2的寿命并且不发生速度和/或声音强度的任何显著波动。
在达到该预设压力值之后，真空元件1达到名义运行参数,并且控制器单元优选地包括用于将真空元件1连接至工艺通道4的手段。因此，真空元件1能够达到相对高的速度和产出，直到其连接至工艺通道4为止。
优选地，用于将压缩机/真空元件1连接至工艺通道4的该手段包括由该控制器单元产生的电信号。
如果系统包括压缩机元件1，则可在刚启动系统之后立即将该压缩机元件1连接至工艺通道4。
优选地，控制器单元还包括数据通信通道，用于将控制信号发送至该电机2，以便如果所接收到的电流参数不在预定最大和/或最小电流值之间则增大或减少电机2的转速，。
优选地，该数据通信通道可为有线或无线数据通道。
在根据本发明的优选实施例中，电机2的转速根据第一预定最大速度变化曲线6而减小和/或根据第二预定最大速度变化曲线7而增大。
在又一优选实施例中，第二最大速度变化曲线7和第一最大速度变化曲线6决定压缩机/真空元件速度的行为滞后类型(图2)。因此，减少了速度的频率波动和噪声强度波动。
在根据本发明的实施例中，在将压缩机/真空元件1连接至工艺通道4之后，该压缩机/真空元件1的速度相对较高且转矩相对较低，从而在最大产出的情况下影响工艺通道4处的压力。
一旦达到在工艺通道4处的要求压力，则控制器单元优选地减少压缩机/真空元件1的速度并允许维持该压力值。如果在工艺通道4处的压力值变化，则本发明的控制器单元根据第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7来调节压缩机/真空元件1的速度，如前所述。
在根据本发明的优选实施例(图3)中，控制器单元包括用于如果流过电机绕组的电流高于最大允许电流则将第一最大速度变化曲线6转化至更低值和/或将压缩机/真空元件1的最小预设速度值8转化至更高值的手段。此外，控制器单元包括用于如果流过电机绕组的电流低于最大允许电流则将第一最大速度变化曲线6转化至更高值和/或将压缩机/真空元件1的最小预设速度值8转化至更小值的手段。
优选地，该手段包括由该处理器执行的算法。
由于该手段，根据本发明的控制器单元不直接地影响压缩机/真空元件1的速度，而是影响第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7和/或最小预设速度值8，它们确立了允许压缩机/真空元件1运行的速度上下限。
因此，将速度波动和声音波动保持在最低限度。
优选地，控制器单元还包括在转化第一最大速度变化曲线6和/或第二最大速度变化曲线7和/或最小预设速度值8之前应用在0.1-2A(安培)之间选择的公差的手段。
在根据本发明的优选实施例中，当流过电机绕组的电流高于或低于最大允许电流时，控制器单元转化第一最大变化曲线6和/或最小预设速度值8的仅一个速度值。因此，需要较低的计算能力。
本发明还涉及压缩机或真空泵，其具有根据本发明的调压阀3和控制器单元。
本发明还涉及根据本发明的控制器单元的用途，用于将压缩机/真空元件1的速度维持在第一最大速度变化曲线6与第二最大速度变化曲线7之间。
本发明不限于作为示例所描述和在附图中所图示的实施例，可在不脱离本发明范围的情况下以各种变型实现本发明的方法。

Claims (15)

1.一种用于调节压缩机/真空元件(1)的速度的方法，该方法包括以下步骤：
-启动压缩机/真空元件(1)；
-通过相对于在压缩机/真空元件(1)内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道(4)与压缩机/真空元件(1)之间流动的流体的体积来调节在压缩机/真空元件(1)内的压力；
其特征在于，该方法还包括以下步骤：
-在压缩机/真空元件(1)的速度达到预设速度值之后，将压缩机/真空元件(1)连接至工艺通道(4)；以及
-调整压缩机/真空元件(1)的速度以便将压缩机/真空元件(1)的功率维持在相对恒定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流入通道(5)与压缩机/真空元件(1)直接流体连通，当流入通道(5)中的压力上升时，根据预定第一最大速度变化曲线(6)来调节压缩机/真空元件(1)的速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流入通道(5)与压缩机/真空元件(1)直接流体连通，当流入通道(5)中的压力减小时，根据预定第二最大速度变化曲线(7)来调节压缩机/真空元件(1)的速度。
4.根据权利要求2和权利要求3所述的方法，其特征在于，第一最大速度变化曲线(6)和第二最大速度变化曲线(7)决定压缩机/真空元件(1)的速度的行为滞后类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
-流入通道(5)与压缩机/真空元件(1)直接流体连通，在流入通道(5)上设置调压阀(3)；
-保持压缩机/真空元件(1)的速度相对恒定，直到达到调压阀(3)的预设压力值为止；以及在达到该压力值之后：
-根据第一最大速度变化曲线(6)来增大压缩机/真空元件(1)的速度；和/或
-根据第二最大速度变化曲线(7)来减小压缩机/真空元件(1)的速度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第二最大速度变化曲线(7)未达到压缩机/真空元件(1)的最小预设速度值(8)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设压力值低于600毫巴，更优选地低于500毫巴，最优选为大约400毫巴。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：
-测量流过电机绕组的电流；
-把测量电流与最大允许电流比较；
-如果测量电流高于最大允许电流，则根据第一最大速度变化曲线(6)或第二最大速度变化曲线(7)来减小电机的速度。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
-如果流过电机绕组的电流高于最大允许电流，则将第一最大速度变化曲线(6)或第二最大速度变化曲线(7)转化至更低值和/或将压缩机/真空元件(1)的最小预设速度值(8)转化成更高值；和/或
-如果流过电机绕组的电流低于最大允许电流，则将第一最大速度变化曲线(6)或第二最大速度变化曲线(7)转化至更高值和/或将压缩机/真空元件(1)的最小预设速度值(8)转化成更低值。
10.一种控制器单元，其被配置成调节压缩机真空元件(1)的速度，控制器单元包括：
-数据通信接口，用于接收关于驱动压缩机/真空元件(1)的电机(2)的电流的参数；
-用于将从该电机(2)接收到的数据与保存在数据库内的预定电流值进行比较的装置；
-调压阀(3)，其安装在流入通道(5)上，该流入通道(5)与压缩机/真空元件(1)直接流体连通，该调压阀(3)通过相对于在该压缩机/真空元件(1)内的压力值与预设压力值之间的差调整在工艺通道(4)与压缩机/真空元件(1)之间流动的流体的体积来调节压缩机/真空元件(1)内的压力；
其特征在于，控制器单元还包括：
-用于在压缩机/真空元件(1)的速度达到预设速度值之后将压缩机/真空元件(1)连接至工艺通道(4)的手段；
-数据通信通道，用于将控制信号发送至该电机(2)，以便如果接收的电流参数不在预定最大电流值和/或最小电流值之间则增大或减小电机(2)的转速。
11.根据权利要求10所述的控制器单元，其特征在于，根据第一预定最大速度变化曲线(6)减小电机的转速和/或根据第二预定最大速度变化曲线(7)增大电机的转速。
12.根据权利要求11所述的控制器单元，其特征在于，第二最大速度变化曲线(7)和第一最大速度变化曲线(6)决定压缩机/真空元件(1)的速度的行为滞后类型。
13.根据权利要求10所述的控制器单元，其特征在于，该数据通信通道为有线或无线数据通道，和/或用于把从电机(2)接收到的数据与预定电流值进行比较的装置包括处理器。
14.一种压缩机或真空泵，其具有调压阀(3)和根据权利要求10-13中任一项所述的控制器单元。
15.一种根据权利要求10所述的控制器单元的用途，用于将压缩机/真空元件(1)的速度维持在第一最大速度变化曲线(6)与第二最大速度变化曲线(7)之间。
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