CN117222816A - 用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法 - Google Patents

用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117222816A
CN117222816A CN202280031153.5A CN202280031153A CN117222816A CN 117222816 A CN117222816 A CN 117222816A CN 202280031153 A CN202280031153 A CN 202280031153A CN 117222816 A CN117222816 A CN 117222816A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
operating point
mass flow
point
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280031153.5A
Other languages
English (en)
Inventor
迈克尔·D·奥克利
迈克尔·M·佩列沃兹奇科夫
马修·J·斯瓦洛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gulun LP
Original Assignee
Gulun LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gulun LP filed Critical Gulun LP
Publication of CN117222816A publication Critical patent/CN117222816A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/82—Forecasts
    • F05D2260/821—Parameter estimation or prediction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure
    • F05D2270/3011—Inlet pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure
    • F05D2270/3013—Outlet pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure
    • F05D2270/3015—Pressure differential pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/306—Mass flow
    • F05D2270/3061—Mass flow of the working fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

一种用于在不包括质量流量传感器的动力式压缩机正在操作以压缩工作流体的同时对该压缩机的质量流量进行确定的方法包括由处理器确定压缩机的当前操作点。如果当前操作点与存储在存储器中的多个预定操作点的映射中的一个预定操作点相同，则该预定操作点的质量流量被检索为当前操作点的质量流量。否则，处理器从最接近当前操作点的预定操作点的子集的质量流量来计算当前操作点处的质量流量。动力式压缩机至少部分地基于所计算的当前操作点的质量流量而继续操作以压缩工作流体。

Description

用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月29日提交的美国专利申请No.17/243,787的优先权，该美国专利申请的全部内容通过参引并入本文。
技术领域
本公开的领域总体上涉及控制系统，并且更具体地涉及用于包括动力式压缩机的机器的控制系统。
背景技术
包括离心式压缩机在内的动力式压缩机通常在HVAC系统中使用。压缩机通过传动轴操作性地连接至马达，传动轴支承多个压缩机构或叶轮级。马达使叶轮在一定的旋转速度和负载条件下进行旋转，以将制冷剂压缩至指定的需求。可以控制马达速度和负载，以在宽范围的操作条件下操作压缩机。了解压缩机的精确操作点可以有助于避免在低效率(例如，阻塞流)或不稳定(例如，喘振)的区域中进行操作。
当特定速度下的压缩机负载足够低到使得工作流体通过机器实现最小压力上升时，出现阻塞流。尽管压缩机可以在阻塞时安全地运行较长时间段，但是这是低效且不理想的操作模式。喘振是高度不稳定的流动状态，其在压缩机产生的压头不足以克服压缩机排放处的压力从而导致通过叶轮的回流时发生。在这种不稳定的流动状态下即使操作短的时间也可能损坏轴承和机器的其他部分，从而减少压缩机的使用寿命。
为了避免在不期望的流动状态下操作，希望具有与限定压缩机操作点的关键参数有关的实时数据：旋转速度、压力上升和质量流量。通过将这些参数包括在压缩机的控制策略中，可以调节其他操作参数以确保压缩机保持在特定的操作范围内。使用标准仪器可以容易测量马达速度和压缩机入口和出口处的压力。然而，测量质量流量的传感器通常成本高昂。因此，希望在没有附加仪器的成本的情况下确定压缩机的质量流量。
本背景技术部分意在向读者介绍可能与下面所描述和/或所要求保护的本公开的各种方面相关的本技术的各种方面。该论述被认为有助于为读者提供背景信息，以便更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解的是，这些陈述应该以这种角度来读取，而不是作为对现有技术的承认。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种系统，该系统包括可操作成压缩工作流体的动力式压缩机以及控制器。控制器连接至动力式压缩机，并且包括处理器和存储器。存储器存储动力式压缩机的预定操作点的映射，其中，每个预定操作点包括动力式压缩机在该预定操作点处的质量流量。存储器还存储指令，这些指令对处理器进行编程，以操作动力式压缩机来压缩工作流体，并在操作动力式压缩机的同时确定压缩机的当前操作点。如果操作点是预定操作点中的一个预定操作点，则存储在存储器中的指令对处理器进行编程，以从映射中检索当前操作点的质量流量。如果操作点不是预定操作点中的一个预定操作点，则存储在存储器中的指令对处理器进行编程，以从最接近当前操作点的重新确定的操作点的子集的质量流量来计算当前操作点的质量流量。存储在存储器中的指令对处理器进行进一步编程，以至少部分地基于所计算的当前操作点的质量流量来继续操作动力式压缩机以压缩工作流体。
本公开的另一方面涉及一种用于不具有质量流量传感器的动力式压缩机的控制器。该控制器包括处理器和存储器。存储器存储动力式压缩机的多个预定操作点的映射，其中，每个预定操作点包括动力式压缩机在该预定操作点处的质量流量。存储器还存储指令，这些指令对处理器进行编程，以操作动力式压缩机来压缩工作流体，并在操作动力式压缩机的同时确定压缩机的当前操作点。如果当前操作点是预定操作点中的一个预定操作点，则存储在存储器中的指令对处理器进行编程，以从映射中检索当前操作点的质量流量。如果当前操作点不是预定操作点中的一个预定操作点，则存储在存储器中的指令对处理器进行编程，以从最接近当前操作点的预定操作点的子集的质量流量来计算当前操作点的质量流量。存储在存储器中的指令对处理器进行进一步编程，以至少部分地基于所计算的当前操作点的质量流量来继续操作动力式压缩机以压缩工作流体。
本公开的另一方面涉及一种确定动力式压缩机的质量流量的方法，该动力式压缩机压缩工作流体并且不包括质量传感器。该方法包括：操作动力式压缩机以压缩工作流体；确定压缩机的当前操作点；在当前操作点是动力式压缩机在映射中的多个预定操作点中的一个预定操作点时，从存储在存储器中的预定操作点的映射中检索当前操作点的质量流量，其中，映射中的每个预定操作点包括动力式压缩机在该预定操作点处的质量流量；在当前操作点不是映射中的预定操作点中的一个预定操作点时，从最接近当前操作点的预定操作点的子集的质量流量来计算当前操作点的质量流量；以及至少部分地基于所计算的当前操作点的质量流量来继续操作动力式压缩机以压缩工作流体。
存在就上述各方面所提及特征的各种改进。其他特征也可以并入上述各方面中。这些改进和附加的特征可以单独地存在或以任何组合存在。例如，以下就所图示实施方式中的任一实施方式所讨论的各种特征可以单独地或以任何组合结合到上述各方面中的任一方面中。
附图说明
以下附图图示了本公开的各个方面。
图1是经组装的动力式压缩机的立体图。
图2是沿着线2-2截取的图1的压缩机的横截面图，其中，外部导管被移除。
图3是用于动力式压缩机的控制系统的框图。
图4是动力式压缩机的操作映射。
图5是动力式压缩机的预定操作点和示例当前操作点的映射；
图6是对压缩工作流体的动力式压缩机的质量流量进行确定的方法的流程图；
图7A是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第一图形表示；
图7B是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第二图形表示；
图8是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第三图形表示；
图9是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第四图形表示；
图10是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第五图形表示；
图11是当前操作点和最近的预定操作点的子集的第六图形表示；
图12是使用处于第一VIGV位置和第二VIGV位置处的预定操作点的两个子集来计算当前操作点处的入口质量流量的方法的流程图；
图13是当前操作点、两个中间质量流量和预定操作点的两个子集的图形表示；
图14是使用入口质量流量作为输入的用于动力式压缩机的操作的示例控制算法的流程图；
贯穿附图，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
为简洁起见，将描述关于离心式压缩机的示例。然而，本文中所描述的方法和系统可以应用于任何适合的动力式压缩机。可以通过对包括速度、压力比和入口质量流量在内的关键操作参数进行实时测量来提高动力式压缩机的性能和寿命。这样的测量可以用作控制算法中的输入，以限制压缩机滑动到不希望的操作状态如喘振或阻塞中的可能性。为了在不需要花费附加的仪器的情况下在操作期间获得质量流量信息，可以使用一组先前的数据点来推算当前操作点处的质量流量值。先前的数据点可以从模拟、实验、两者的组合或任何其他合适的手段获得。
参见图1，两级制冷压缩机总体上以100表示。压缩机100包括压缩机壳体102，壳体102形成至少一个密封腔，制冷剂压缩的每个级都在密封腔内完成。压缩机100包括：第一制冷剂入口110，第一制冷剂入口110将制冷剂蒸汽引入到第一压缩级(在图1中未标出)中；第一制冷剂出口114；制冷剂传递导管112，制冷剂传递导管112将经压缩的制冷剂从第一压缩级传递至第二压缩级；第二制冷剂入口118，第二制冷剂入口118将制冷剂蒸汽引入到第二压缩级(在图1中未标出)中；以及第二制冷剂出口120。制冷剂传递导管112在相反端部处分别操作性地连接至第一制冷剂出口114和第二制冷剂入口118。第二制冷剂出口120将经压缩的制冷剂从第二压缩级输送至结合有压缩机100的冷却系统。
参见图2，压缩机壳体102在压缩机100的相反端部处封围第一压缩级124和第二压缩级126。第一压缩级124包括第一压缩机构106，第一压缩机构106构造成向经由第一制冷剂入口110进入的制冷剂增加动能。在一些实施方式中，第一压缩机构106是叶轮。由第一压缩机构106赋予制冷剂的动能随着制冷剂速度在制冷剂向形成在蜗壳132内的密封腔(例如，扩散器)传递时减慢而被转换成增加的制冷剂压力。类似地，第二压缩级126包括第二压缩机构116，第二压缩机构116构造成向从第一压缩级124传递的经由第二制冷剂入口118进入的制冷剂增加动能。在一些实施方式中，第二压缩机构116是叶轮。由第二压缩机构116赋予制冷剂的动能随着制冷剂速度在制冷剂向形成在蜗壳132内的密封腔(例如，扩散器)传递时减慢而被转换成增加的制冷剂压力。经压缩的制冷剂经由第二制冷剂出口120(图2中未示出)离开第二压缩级126。
第一级压缩机构106和第二级压缩机构116连接在传动轴104的相反端部处。传动轴104操作性地连接至定位在第一级压缩机构106与第二级压缩机构116之间的马达108，使得第一级压缩机构106和第二级压缩机构116以选定的旋转速度旋转，以将制冷剂压缩至离开第二制冷剂出口120(图2中未示出)的预选定压力。任何合适的马达都可以结合到压缩机100中，包括但不限于电动马达。
传动轴104由定位在每个轴承壳体200/200a的套筒202内的气体箔片轴承组件300支承。如图2中所图示，每个轴承壳体200/200a包括用于将相应的轴承壳体200/200a连接至压缩机壳体102的安装结构(未示出)。轴承壳体200/200a还可以用作用于各种元件的安装结构，这些元件包括但不限于径向轴承比如上述的气体箔片轴承组件300、止推轴承、以及用作对于被动或主动控制方案的反馈的感测装置(未示出)比如接近探头、压力换能器、热电偶、键相位器等。
参照图3，系统350的示例实施方式包括可操作成压缩工作流体的动力式压缩机304。压缩机304包括压缩机壳体305、压缩机构307、马达306、速度传感器317、压力传感器309和控制器310。在本实施方式中，动力式压缩机304是离心式压缩机，并且压缩机构307是叶轮。在其他实施方式中，动力式压缩机304可以是轴向压缩机，并且压缩机构307可以是轴向转子。速度传感器317测量压缩机的旋转速度，并且压力传感器309测量沿着压缩机流动路径的不同点处的压力，包括制冷剂入口和制冷剂出口处的压力。可以在压缩机304中安装附加的传感器，以提供关于压缩机304操作的数据，包括但不限于温度传感器、流量传感器、电流传感器308、电压传感器、旋转速度传感器和任何其他合适的传感器。压缩机304不限于系统350中的特定构型，并且可以类似于图1至图2中描述的压缩机100构造，或者可以以不同的方式构造。系统350还包括卸载装置301、可变频装置316和用户接口315。
控制器310操作性地连接至压缩机304，以部分基于上述测量参数来控制压缩机304的操作。控制器310包括处理器311、存储器312和卸载接口314。存储器312存储压缩机304的多个操作点的映射500(图5)，映射500可以以任何合适的数据结构、比如表格、矩阵等中存储。存储器312附加地存储指令，这些指令由处理器311执行，以操作压缩机304来压缩工作流体并执行质量流量内插的方法。映射500和质量流量内插的方法将在下面进行更详细地讨论。
系统350包括用于将控制器310连接至VFD 316的接口和用于将VFD 316连接至马达306的马达接口313。在某些实施方式中，VFD 316在控制器310的控制下进行操作。在其他实施方式中，VFD 316是控制器310的一部分。系统350还包括用于将控制器310连接至卸载装置301的卸载接口314。
控制器310通过卸载接口314操作性地联接至卸载装置301，卸载装置301在启动和关断程序以及检测到的喘振事件期间移除和/或减少压缩机304上的负载，以限制喘振事件的严重性。在示例实施方式中，卸载装置301是可变扩散器或可变入口导向叶片(VIGV)。控制器310配置成控制卸载装置301的至少一个操作参数、比如VIGV的位置。在其他实施方式中，卸载装置301是旁通阀。无论压缩机马达306在启动期间加速多慢或在关断期间减速多慢，旁通阀、比如制冷剂旁通阀都提供了用于气体的替代性路径，由此使压缩机304的压力升高停止并且限制任何潜在的喘振。在其他实施方式中，卸载装置301是膨胀阀。在其他实施方式中，卸载装置301可以是可变孔口或可变直径的阀、比如伺服阀，以及固定孔口或固定直径的阀、比如电磁阀或脉冲宽度调制(PWM)阀，该脉冲宽度调制阀构造成根据占空比来控制打开和关闭。虽然在此描述了许多类型的卸载装置，但是卸载装置301也可以是使压缩机304上的负载减少的任何适合的装置或这些装置的组合。
系统350还包括用户接口315，用户接口315配置成输出(例如，显示)和/或接收(例如，来自用户的)与系统350相关的信息。在一些实施方式中，用户接口315配置成接收来自用户的启用输入和/或停用输入，以激活和停用(即，开启和断开)或以其他方式实现系统350的操作。此外，在一些实施方式中，用户接口315配置成输出与系统350的一个或更多个操作特性相关联的信息，例如包括但不限于警报指示比如严重性警示、发生警示、故障警示、马达速度警示以及任何其他合适的信息。
用户接口315可以包括使得用户接口315能够如本文中所述那样起作用的任何适合的输入装置和输出装置。例如，用户接口315可以包括输入装置，输入装置包括但不限于键盘、鼠标、触摸屏、操纵杆、节气门、按钮、开关和/或其他输入装置。此外，用户接口315可以包括输出装置，输出装置例如包括但不限于显示器(例如，液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器)、扬声器、指示灯、仪器和/或其他输出装置。此外，用户接口315可以是不同部件比如系统控制器(未示出)的一部分。其他实施方式不包括用户接口315。
控制器310通常配置成控制压缩机304的操作。控制器310通过编程以及来自另一装置或控制器的指令来控制操作，或者通过系统控制器与控制系统350集成。在一些实施方式中，例如，控制器310接收来自用户接口315的用户输入，并且响应于这样的用户输入来控制系统350的一个或更多个部件。例如，控制器310可以基于从用户接口315接收的用户输入来控制马达306。在一些实施方式中，系统350可以由远程控制界面控制。例如，系统350可以包括配置成连接至无线控制界面的通信接口(未示出)，该无线控制界面使得能够远程控制和启用系统350。无线控制界面可以在便携式计算装置、比如平板电脑或智能手机上实施。
控制器310总体上可以包括任何适合的计算机和/或其他处理单元，包括可以彼此通信地联接并且可以独立地或彼此之间关联地操作的计算机、处理单元和/或类似物的任何适合的组合(例如，控制器310可以形成控制器网络的全部或一部分)。控制器310可以包括一个或更多个模块或装置，所述一个或更多个模块或装置中的一者或更多者被封围在系统350内或者可以定位成远离系统350。控制器310可以是压缩机304的一部分或者是单独的，并且可以是HVAC系统中的系统控制器的一部分。控制器310和/或控制器310的部件可以集成或结合到系统350的其他部件内。控制器310可以包括配置成执行各种计算机实现的功能(例如，执行计算、确定以及本文中公开的功能)的一个或更多个处理器311和相关联的存储器装置312。如本文中所使用的，术语“处理器”不仅指集成电路，还指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路。附加地，控制器310的存储器装置312通常可以是存储器元件或包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存存储器)、软盘、压缩光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其他适合的存储器元件。这样的存储器装置312通常可以配置成存储合适的计算机可读指令，这些计算机可读指令在由处理器311实现时将控制器310配置成或使控制器310执行本文中所述的各种功能，包括但不限于对系统350进行控制、对马达306的操作进行控制、接收来自用户接口315的输入、经由用户接口315向操作者提供输出、对卸载装置301和/或各种其他合适的计算机实现的功能进行控制。
参照图4，示出了示例动力离心式压缩机304的操作包络图或操作映射400。该操作映射400是由存储器312存储的多个预定操作点的映射的一个图形表示。操作映射400用图形显示了压缩机在流量、压头和速度方面的性能。该映射示出了在压缩机304的设计点处以其值的百分比表示的压头相对于入口质量流量的关系。压头是出口压力与入口压力的总压力比。入口质量流量是对流动通过压缩机构307的工作流体、比如制冷剂的量的衡量。操作映射400示出了多个压缩机速度线407。在这个示例中，存在五条速度线407，这些速度线的范围从70％的设计速度至110％的设计速度，其中，每个速度线间隔10％的差。尽管在该示例中示出了这些特定的速度线，但是对于任何类型的压缩机，可以示出处于任何不同百分比的压缩机设计速度的任何数目的速度线。
喘振极限线404指示在喘振区域406(即喘振极限线404的左侧)发生喘振之前的最大负载条件。喘振控制线403大致指示压缩机304可以安全操作而没有滑动到喘振中的风险的最大负载条件。喘振控制线403由相对于喘振极限线404的喘振裕度405限定。通过在喘振控制线403的右侧操作，压缩机应当避免喘振。阻塞线401指示其右侧的操作将导致压缩机在阻塞条件下进行操作。用于压缩机304的操作映射400的操作点409被示出为速度线、入口质量流量和总压力比的交点。例如，操作映射400中示出的操作点409处于80％的入口质量流量、108％的压头和100％的速度，但是对于任何类型的压缩机可以示出任何数目的操作点。操作点限定了压缩机的当前操作参数，并且操作映射400指示了当前操作点与在不稳定条件(即喘振)或低效条件(即阻塞)下操作的接近程度。
图5示出了预定操作点50的映射500。映射500是存储在存储器312中的预定操作点的映射的另一代表性图示。每个预定操作点50被示出为压缩机速度值和压缩机压力比值的交点。映射500中的所有预定操作点具有相同的VIGV位置。存储器312中存储有用于不同VIGV位置的类似映射，并且这些映射可以包括用于与映射500相同的速度和压力比的组合的预定操作点。针对每个预定操作点50限定了入口质量流量。针对每个预定操作点50限定了喘振(522)和阻塞(532)处的速度以及喘振(524)和阻塞(534)处的压力比。映射500包括操作点50，操作点50的范围达到沿着喘振线520和阻塞线530的点并且包括这些点。存储器312存储用于每个预定喘振点的喘振点质量流量和用于每个预定阻塞点的阻塞点质量流量。映射500不包括喘振线520上方或阻塞线530下方的任何点，因为喘振线520上方或阻塞线530下方的点是要避免的并且因此不是“操作点”。在其他实施方式中，可以包括喘振线520上方或阻塞线530下方的点的入口质量流量。在该映射500中，预定操作点50的范围在10％的速度与35％的速度之间、并且在5％的压力比与50％的压力比之间，其中，每个点在两个轴线上以5％间隔开。尽管在这个示例中示出了这些特定的操作点，但是对于任何类型的压缩机，可以示出任何数值处并且具有任何分辨率的任何数目的操作点。每个预定操作点50的速度、压力比、入口质量流量和VIGV位置值可以通过下述方式来产生：在计算机上模拟动力式压缩机的操作、在受控环境中测试动力式压缩机、模拟和测试的组合、或者通过用于对每个预定操作点50的速度、压力比、入口质量流量和VIGV位置值进行预确定的任何其他合适的方法。
存储器312附加地存储指令，这些指令对处理器311进行编程，以确定压缩机的质量流量，其方法600在图6中示出。当操作602动力式压缩机以压缩工作流体时，处理器311确定604压缩机304的当前操作点。当前操作点由压缩机304在给定时间处进行操作的测量速度、压力比和VIGV位置来限定。例如，映射500中所示的当前操作点710表示在22％的速度、28％的压力比和这样的VIGV位置处的当前操作，该VIGV位置是映射500中所有点的VIGV位置。如果当前操作点具有与预定操作点50中的一个预定操作点相同的速度值、压力比值和VIGV位置值，则处理器将确定606当前操作点是预定操作点50中的一个预定操作点。在这种情况下，存储器312存储这样的指令，这些指令对处理器311进行编程，以检索608用于该预定操作点50的入口质量流量的值，并将该值作为当前操作点处的入口质量流量的值返回。
如果当前操作点不具有与预定操作点50中的任何预定操作点相同的速度、压力比和VIGV位置，则处理器将确定606当前操作点不是预定操作点50中的一个预定操作点。在这样的情况下，存储器312包括这样的指令，这些指令对处理器311进行编程，以确定最接近当前操作点的预定操作点50的子集。然后，处理器311执行线性或包络内插，以从最接近当前操作点的预定操作点50的子集的质量流量值来计算610当前操作点处的质量流量。下面对确定包括子集的点和执行包络内插的过程进行详细讨论。
将参照图7A解释包络内插。图7A是当前操作点710和最接近当前操作点710的预定操作点701、702、703、704的子集700的第一图形表示。当前操作点710不具有与预定操作点701至704中的任何预定操作点相同的速度值或压力比值，并且当前操作点710不邻近于喘振线520或阻塞线530。因此，存储在存储器312中的指令对处理器311进行编程，以通过识别最接近当前操作点710的四个预定操作点来形成子集700。子集700包括在坐标(x1,y1)、(x2,y1)、(x1,y2)和(x2,y2)处示出的四个预定点701至704，其中，x是压缩机速度，并且y是在该操作点处的压缩机压力比。四个预定点701至704中的每一者都附加地标有其入口质量流量，分别被示出为K11、K21、K12和K22。在其他实施方式中，子集可以包括少于四个的预定操作点。
使用包络内插的过程来计算当前操作点710处的质量流量J。在与当前操作点710相同的速度处限定的第一中间质量流量L1被计算为下述两者的总和：第一预定操作点701的质量流量K11；以及以当前操作点710处的速度和第一预定操作点701处的速度之间的差(x-–x1)与第二预定操作点702处的速度和第一预定操作点701处的速度之间的差(x2-–x1)之比进行调节的第二预定操作点702处的质量流量与第一预定操作点701处的质量流量之间的差(K21-K11)。因此，L1被确定为：
在其他实施方式中，第一中间质量流量L1的计算可以使用类似的计算从任何其他预定点来计算。
类似地，在与当前操作点710相同的速度下限定的第二中间质量流量L2被计算为下述两者的总和：第三预定操作点703的质量流量K12；以及以当前操作点710处的速度和第三预定操作点703处的速度之间的差(x-–x1)与第四预定操作点704处的速度和第三预定操作点703处的速度之间的差(x2-–x1)之比进行调节的第四预定操作点704处的质量流量与第三预定操作点703处的质量流量之间的差(K22-K12)。因此，L2被确定为：
在其他实施方式中，第二中间质量流量L2的计算可以使用类似的计算从任何其他预定点来计算。
最后，质量流量J可以被计算为下述两者的总和：第一中间质量流量L1；以及以当前操作点710处的压力比与第一预定操作点和第二预定操作点处的压力比之间的差(y-y1)与第三预定操作点703和第四预定操作点704处的压力比与第一预定操作点701和第二预定操作点702处的压力比之间的差(y2-–y1)之比进行调节的第二中间质量流量与第一中间质量流量之间的差(L2-L1)。因此，J被确定为：
在其他实施方式中，质量流量J可以使用类似的方程从第二中间质量流量L2来计算。
图7B示出了当前操作点710和最近的预定操作点701至704的子集700的第二图形表示。上述包络内插过程可以替代性地通过下述方式来执行：通过在与当前操作点710相同的压力比而不是相同的速度下限定第一中间质量流量值L1和第二中间质量流量值L2。在这种情况下，中间质量流量值L1、L2的计算将使用压力比的差之比作为调节因子。因此，L1被确定为：
在其他实施方式中，第一中间质量流量L的计算可以使用类似的计算从任何其他预定点确定。
同样，L2被确定为：
在其他实施方式中，L2可以使用类似的计算从任何其他预定点来确定。当前操作点710处的质量流量J的计算将使用速度差之比作为调节因子。因此，J被确定为：
在其他实施方式中，J可以使用类似的方程从第二中间质量流量L2来计算。
图8示出了当前操作点810和最接近当前操作点810的预定操作点的子集800的第三图形表示。当前操作点810具有与两个最接近的预定操作点801、802相同的压力比y1，但是具有不同的速度值x，并且当前操作点810不邻近于喘振线520或阻塞线530。因此，最接近点的子集800由具有相同压力比的两个最近点形成；例如，在坐标(x1,y1)、(x2,y1)处示出的分别具有质量流量值为K11和K21的两个最接近点。
当前操作点810处的质量流量J被计算为下述两者的总和：第一预定操作点801的质量流量K11；以及以当前操作点810处的速度与第一预定操作点801处的速度之间的差(x-–x1)与第二预定操作点802处的速度与第一预定操作点801处的速度之间的差(x2-x1)之比进行调节的第二预定操作点802处的质量流量与第一预定操作点801处的质量流量之间的差(K21-K11)。因此，J被确定为：
在其他实施方式中，J也可以使用类似的计算从任何其他预定点来计算。
图9示出了当前操作点910和最接近当前操作点910的预定操作点的子集900的第四图形表示。当前操作点910具有与两个最接近的预定操作点901、902相同的速度值x1，但是具有不同的压力比值y，并且当前操作点910不邻近于喘振线520或阻塞线530。因此，最近点的子集900由具有相同速度值的两个最近点形成，例如，在坐标(x1,y1)、(x1,y2)处示出的分别具有质量流量值为K11和K12的两个最近点。
当前操作点910处的质量流量J被计算为下述两者的总和：第一预定操作点901的质量流量K11；以及以当前操作点910处的压力比与第一预定操作点901处的压力比之间的差(y–y1)与第二预定操作点902处的压力比与第一预定操作点901处的压力比之间的差(y2–y1)之比进行调节的第二预定操作点902的质量流量与第一预定操作点901处的质量流量之间的差(K12-K11)。因此，J被确定为：
在其他实施方式中，J也可以被确定，可以使用类似的计算从任何其他预定点来计算。
图10示出了当前操作点1010和最接近当前操作点1010的预定操作点的子集1000的第五图形表示。因为当前操作点1010邻近喘振线520，并且预定操作点的映射没有被限定在喘振线520上方，所以最接近点的子集1000由最接近当前操作点1010的三个预定操作点1001、1002、1003形成。在该示例中，子集1000包括在坐标(x1,y1)、(x2,y1)和(x2,y2)处所示的分别具有质量流量值K11、K21和K22的点。
当前操作点1010处的质量流量可以通过下述方式来确定：基于预定操作点1001、1002、1003与当前操作点1010的距离，计算预定操作点1001、1002、1003中的每一者处的已知质量流量K11、K21和K22对当前操作点1010的贡献。针对每个预定操作点1001、1002、1003处的质量流量K11、K21、K22，限定满足以下三个方程的加权因子WK11、WK21、WK22。
值xK11、xK21和xK22表示每个预定操作点的x坐标，并且值yK11、yK21和yK22表示每个预定操作点的y坐标。将每个预定操作点1001、1002、1003的坐标(x1,y1)、(x2,y1)、(x2,y2)代入方程9和10中。然后可以简化方程组，并为每个加权因子求解。因此，加权因子WK11、WK21、WK22被确定为：
最后，当前操作点1010处的质量流量J可以被计算为以质量流量的相应的加权因子WK11、WK21、WK22进行调节的预定操作点中的每一者处的质量流量的总和。因此，J被确定为：
图11示出了当前操作点1110和最接近当前操作点1110的预定操作点的子集1100的第六图形表示。由于当前操作点1110邻近阻塞线530，并且预定操作点的映射不是限定在阻塞线530下方，因此，最接近的操作点的子集1100由最接近当前操作点1110的三个预定操作点1101、1102、1103形成。在该示例中，子集1100包括在坐标(x1,y1)、(x1,y2)和(x2,y2)处示出的分别具有质量流值K11、K12和K22的点。
类似于上面关于图10描述的过程，当前操作点1110处的质量流量可以通过下述方式来确定：基于预定操作点1101、1102、1103与当前操作点1110的距离，计算预定操作点1101、1102、1103中的每一者处的已知质量流量K11、K21和K22对当前操作点1110的贡献。针对每个预定操作点1101、1102、1103处的质量流量K11、K21和K22限定满足以下三个方程的加权因子WK11、WK12、WK22。
值xK11、xK12和xK22表示每个预定操作点的x坐标，并且值yK11、yK12和yK22表示每个预定操作点的y坐标。将三个预定点1101、1102、1103的坐标(x1,y1)、(x1,y2)和(x2,y2)代入方程16和17中。然后可以简化方程组，并为每个加权因子求解。因此，加权因子WK11,WK12,WK22被确定为：
最后，当前操作点1110处的质量流量J可以通过下述方式来计算：对通过以质量流量的相应的加权因子WK11、WK12、WK22进行调节的预定操作点1101、1102、1103中的每一者处的质量流量进行求和。因此，J被确定为：
在图7A至图11中描述的所有情况下，当前操作点处于与其对应的预定操作点的子集相同的VIGV位置。如果当前操作点不具有与预定操作点中的任何操作点相同的VIGV位置值，则可以遵循将在下面进行详细描述的修改过程。
图12是在当前操作点不具有与预定操作点中的任何操作点相同的VIGV位置值时，确定当前操作点处的质量流量的方法的流程图。从比当前操作点的VIGV位置1205小的第一VIGV位置处的预定操作点的映射中确定预定操作点的第一子集1210。该子集包括速度值和压力比值与当前操作点的速度值和压力比值最接近的预定操作点。处理器311遵循上述相关的内插过程1215来计算第一中间质量流量JA，该第一中间质量流量代表在处于与当前操作点相同的速度和压力比、但是处于较低VIGV位置处的操作点处的质量流量。
类似地，从比当前操作点的VIGV位置1205大的第二VIGV位置处的预定操作点的映射中确定预定操作点的第二子集1220。该子集包括速度值和压力比值与当前操作点的速度值和压力比值最接近的预定操作点。处理器311遵循上述相关的内插过程1225来计算第二中间质量流量JB，该第二中间质量流量代表在处于与当前操作点相同的速度和压力比、但是处于较高VIGV位置处的操作点处的质量流量。
最后，处理器执行线性内插1230，以根据第一中间质量流量、第二中间质量流量和所计算的当前VIGV位置、第一VIGV位置与第二VIGV位置彼此之间的距离来计算当前操作点的质量流量。参照图13，质量流量J被计算为下述两者的总和：第一中间质量流量JA；以及以当前VIGV位置与第一VIGV位置之间的差(z-zA)和第二VIGV位置与第一VIGV位置之间的差(zB-zA)之比进行调节的第二中间质量流量与第一中间质量流量之间的差(JB-JA)。因此，质量流量J被确定为：
在其他实施方式中，J可以使用类似的计算从JB开始确定。
处理器311可以使用计算出的当前操作点的入口质量流量K作为用于动力式压缩机304的操作用的控制算法的输入，该控制算法的实施方式在图14中示出。在其他实施方式中，计算出的入口质量流量可以在使用入口质量流量作为参数的任何其他控制算法中使用。
上述方法也可以用于计算与当前操作点对应的喘振点处的质量流量和压力比；喘振点即为下述点：在该点处，压缩机在其维持与当前操作点相同的速度但不相同的压力比的情况下将会喘振。上述方法可以附加地或替代性地用于计算与当前操作点对应的阻塞点处的质量流量和压力比；阻塞点即为下述点：在该点处，压缩机在其维持与当前操作点相同的速度但不相同的压力比的情况下将经历阻塞流。因此，在一些实施方式中，系统计算当前操作点处的入口质量流量、以及针对当前操作点的喘振处的入口质量流量和压力比和针对当前操作点的阻塞点处的入口质量流量和压力比中的一者或更多者。
本文描述的方法和系统的技术优点如下：(a)在不需要花费质量流量仪器的情况下，获得实时的质量流量数据，以及(b)为卸载装置、比如VIGV的主动控制来提供输入，以防止压缩机喘振。
当引入本公开或其实施方式中的元件时，冠词“一”、“一种”、“该”和“所述”意在表示存在元件中的一者或更多者。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”意在是包括性的，并且意味着除了所列举元件之外还可以存在附加的元件。使用指示特定取向的术语(例如，“顶部”、“底部”、“侧部”等)是为了便于描述而不要求所描述的物体的任何特定取向。
由于可以在不脱离本公开范围的情况下对上述结构和方法进行各种改变，因此所意指的是，上述描述中包含的和在附图中示出的所有内容应当被解释为说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
动力式压缩机，所述动力式压缩机能够操作成压缩工作流体；以及
控制器，所述控制器连接至所述动力式压缩机，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储：
所述动力式压缩机的多个预定操作点的映射，每个预定操作点包括所述动力式压缩机在所述预定操作点处的质量流量；以及
指令，所述指令对所述处理器进行编程以：
操作所述动力式压缩机以压缩所述工作流体；
在操作所述动力式压缩机的同时，确定所述压缩机的当前操作点；
在所述当前操作点是所述预定操作点中的一个预定操作点时，从所述映射中检索所述当前操作点的质量流量；
在所述当前操作点不是所述预定操作点中的一个预定操作点时，从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量；以及
至少部分地基于所计算的所述当前操作点的质量流量来继续操作所述动力式压缩机以压缩所述工作流体。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以通过下述方式从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集；
确定所述当前操作点与最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集之间的距离；
根据所确定的所述距离和最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的每个预定操作点的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述压缩机包括马达，并且每个预定操作点和所述当前操作点由所述马达的速度和所述压缩机的操作压力比来限定。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述压缩机包括马达和可变入口导向叶片(VIGV)，并且每个预定操作点和所述当前操作点由所述马达的速度、操作压力比和所述可变入口导向叶片的位置来限定。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以通过下述方式从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第一子集，所述预定操作点的所述第一子集具有相同的第一可变入口导向叶片位置，所述第一可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的当前可变入口导向叶片位置小；
确定其中用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第一子集中的预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第一子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第一中间质量流量；
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第二子集，所述预定操作点的所述第二子集具有相同的第二可变入口导向叶片位置，所述第二可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的所述当前可变入口导向叶片位置大；
确定其中用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第二子集的预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第二子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第二中间质量流量；以及
根据所述第一中间质量流量、所述第二中间质量流量以及所述当前可变入口导向叶片位置与所述第一可变入口导向叶片位置和所述第二可变入口导向叶片位置彼此之间的距离来计算所述当前操作点的质量流量。
6.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述动力式压缩机包括离心式压缩机。
7.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以将所确定的所述当前操作点的质量流量输入到用于所述动力式压缩机的操作的控制算法中。
8.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述存储器还存储多个预定喘振点、每个预定喘振点的喘振点质量流量、多个预定阻塞点以及每个预定阻塞点的阻塞点质量流量的映射，并且存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程以：
基于所述多个预定喘振点的映射来确定所述当前操作点的当前喘振点；
基于所述多个预定阻塞点的映射来确定所述当前操作点的当前阻塞点；
在所述当前喘振点是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从所述映射中检索所述当前喘振点的质量流量；
在所述当前阻塞点是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从所述映射中检索所述当前阻塞点的质量流量；
在所述当前喘振点不是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从最接近所述当前喘振点的所述多个预定喘振点的子集的质量流量来计算所述当前喘振点的喘振点质量流量；
在所述当前阻塞点不是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从最接近所述当前阻塞点的所述多个预定阻塞点的子集的质量流量来计算所述当前阻塞点的阻塞点质量流量。
9.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述动力式压缩机不包括质量流量传感器。
10.一种用于不具有质量流量传感器的动力式压缩机的控制器，所述控制器包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器存储：
所述动力式压缩机的多个预定操作点的映射，每个预定操作点包括所述动力式压缩机在所述预定操作点处的质量流量；以及
指令，所述指令对所述处理器进行编程以：
操作所述动力式压缩机以压缩工作流体；
在操作所述动力式压缩机的同时，确定所述压缩机的当前操作点；
在所述当前操作点是所述预定操作点中的一个预定操作点时，从所述映射中检索所述当前操作点的质量流量；
在所述当前操作点不是所述预定操作点中的一个预定操作点时，从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量；以及
至少部分地基于所计算的所述当前操作点的质量流量来继续操作所述动力式压缩机以压缩所述工作流体。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以通过下述方式从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集；
确定所述当前操作点与最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集之间的距离；
根据所确定的所述距离和最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的每个预定操作点的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量。
12.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述压缩机包括马达，并且每个预定操作点和所述当前操作点由所述马达的速度和操作压力比来限定。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述压缩机包括马达和可变入口导向叶片(VIGV)，并且每个预定操作点和所述当前操作点由所述马达的速度、操作压力比和所述可变入口导向叶片的位置来限定。
14.根据权利要求13所述的控制器，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以通过下述方式从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第一子集，所述预定操作点的所述第一子集具有相同的第一可变入口导向叶片位置，第一可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的当前可变入口导向叶片位置小；
确定其中用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第一子集中的所述预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第一子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第一中间质量流量；
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第二子集，所述预定操作点的所述第二子集具有相同的第二可变入口导向叶片位置，所述第二可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的所述当前可变入口导向叶片位置大；
确定其中用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第二子集的所述预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第二子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第二中间质量流量；
根据所述第一中间质量流量、所述第二中间质量流量以及所述当前可变入口导向叶片位置与所述第一可变入口导向叶片位置和所述第二可变入口导向叶片位置彼此之间的距离来计算所述当前操作点的质量流量。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的控制器，其中，存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程，以将所确定的所述当前操作点的质量流量输入到用于所述动力式压缩机的操作的控制算法中。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的控制器，其中，所述存储器还存储多个预定喘振点、用于每个预定喘振点的喘振点质量流量、多个预定阻塞点以及用于每个预定阻塞点的阻塞点质量流量的映射，并且存储在所述存储器中的所述指令对所述处理器进行编程以：
基于所述多个预定喘振点的映射来确定所述当前操作点的当前喘振点；
基于所述多个预定阻塞点的映射来确定所述当前操作点的当前阻塞点；
在所述当前喘振点是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从所述映射中检索所述当前喘振点的质量流量；
在所述当前阻塞点是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从所述映射中检索所述当前阻塞点的质量流量；
在所述当前喘振点不是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从最接近所述当前喘振点的所述多个预定喘振点的子集的质量流量来计算所述当前喘振点的喘振点质量流量；以及
在所述当前阻塞点不是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从最接近所述当前阻塞点的所述多个预定阻塞点的子集的质量流量来计算所述当前阻塞点的阻塞点质量流量。
17.一种确定动力式压缩机的质量流量的方法，所述动力式压缩机压缩工作流体并且不包括质量流量传感器，所述方法包括：
操作所述动力式压缩机以压缩所述工作流体；
在操作所述动力式压缩机的同时，确定所述压缩机的当前操作点；
在所述当前操作点是所述动力式压缩机在存储于存储器中的预定操作点的映射中的多个预定操作点中的一个预定操作点时，从所述映射中检索所述当前操作点的质量流量，所述映射中的每个预定操作点包括所述动力式压缩机在所述预定操作点处的质量流量；
在所述当前操作点不是所述映射中的所述预定操作点中的一个预定操作点时，从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量；以及
至少部分地基于所计算的所述当前操作点的质量流量来继续操作所述动力式压缩机以压缩所述工作流体。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量包括：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集；
确定所述当前操作点与最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集之间的距离；
根据所确定的所述距离和最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的每个预定操作点的质量流量来计算所述当前操作点的质量流量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述压缩机包括马达和可变入口导向叶片(VIGV)，并且每个预定操作点和所述当前操作点由所述马达的速度、操作压力比和所述可变入口导向叶片的位置来限定，并且从最接近所述当前操作点的所述预定操作点的子集的质量流量来确定所述当前操作点的质量流量包括：
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第一子集，所述预定操作点的所述第一子集具有相同的第一可变入口导向叶片位置，所述第一可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的当前可变入口导向叶片位置小；
确定其中用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第一子集中的所述预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第一子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第一可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第一中间质量流量；
识别最接近所述当前操作点的所述预定操作点的第二子集，所述预定操作点的所述第二子集具有相同的第二可变入口导向叶片位置，所述第二可变入口导向叶片位置比所述当前操作点的所述当前可变入口导向叶片位置大；
确定其中用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点与所述第二子集的所述预定操作点之间的距离；
根据所确定的所述距离和所述第二子集的每个预定操作点的质量流量来计算其中所述用所述第二可变入口导向叶片位置代替所述当前可变入口导向叶片位置的当前操作点的第二中间质量流量；
根据所述第一中间质量流量、所述第二中间质量流量以及所述当前可变入口导向叶片位置与所述第一可变入口导向叶片位置和所述第二可变入口导向叶片位置彼此之间的距离来计算所述当前操作点的质量流量。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的方法，还包括：
基于多个预定喘振点的映射来确定所述当前操作点的当前喘振点，其中，所述映射包括用于每个预定喘振点的喘振点质量流量；
基于多个预定阻塞点的映射来确定所述当前操作点的当前阻塞点，其中，所述映射包括用于每个预定阻塞点的阻塞点质量流量；
在所述当前喘振点是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从所述映射中检索所述当前喘振点的质量流量；
在所述当前阻塞点是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从所述映射中检索所述当前阻塞点的质量流量；
在所述当前喘振点不是所述预定喘振点中的一个预定喘振点时，从最接近所述当前喘振点的所述多个预定喘振点的子集的质量流量来计算所述当前喘振点的喘振点质量流量；以及
在所述当前阻塞点不是所述预定阻塞点中的一个预定阻塞点时，从最接近所述当前阻塞点的所述多个预定阻塞点的子集的质量流量来计算所述当前阻塞点的阻塞点质量流量。
CN202280031153.5A 2021-04-29 2022-04-14 用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法 Pending CN117222816A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/243,787 2021-04-29
US17/243,787 US20220364571A1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 Mass flow interpolation systems and methods for dynamic compressors
PCT/US2022/024727 WO2022231849A1 (en) 2021-04-29 2022-04-14 Mass flow interpolation systems and methods for dynamic compressors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117222816A true CN117222816A (zh) 2023-12-12

Family

ID=81585162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280031153.5A Pending CN117222816A (zh) 2021-04-29 2022-04-14 用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20220364571A1 (zh)
EP (1) EP4314568A1 (zh)
JP (1) JP2024515838A (zh)
KR (1) KR20240004474A (zh)
CN (1) CN117222816A (zh)
WO (1) WO2022231849A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB202000875D0 (en) * 2019-11-29 2020-03-04 Rolls Royce Plc Flow machine performance modelling

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971516A (en) * 1988-05-04 1990-11-20 Exxon Research & Engineering Company Surge control in compressors
US5042245A (en) * 1989-02-27 1991-08-27 United Technologies Corporation Method and system for controlling variable compressor geometry
DE19719630C2 (de) * 1997-05-09 1999-02-25 Daimler Benz Ag Verfahren zur Regelung eines aufgeladenen Verbrennungsmotors und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1069314A1 (de) * 1999-07-16 2001-01-17 Abb Research Ltd. Regelung einer Kompressoreinheit
US6298718B1 (en) * 2000-03-08 2001-10-09 Cummins Engine Company, Inc. Turbocharger compressor diagnostic system
ATE491172T1 (de) * 2002-10-01 2010-12-15 Abb Research Ltd Prozessgrössenschätzung
DE10304063A1 (de) * 2003-01-31 2004-08-12 Man Turbomaschinen Ag Verfahren zum sicheren Betreiben von Turbokompressoren mit einer Pumpgrenzregelung und einem Pumpgrenzregelventil
US7437874B2 (en) * 2005-03-10 2008-10-21 Detroit Diesel Corporation System and method for backpressure compensation for controlling exhaust gas particulate emissions
US7958730B2 (en) * 2005-12-30 2011-06-14 Honeywell International Inc. Control of dual stage turbocharging
CN101896773B (zh) * 2007-12-14 2013-06-19 开利公司 用于具有入口和出口流量控制装置的hvac系统的控制装置
US8840358B2 (en) * 2008-10-07 2014-09-23 Shell Oil Company Method of controlling a compressor and apparatus therefor
EP2582984B1 (en) * 2010-06-16 2016-04-27 Sulzer Management AG A turbomachine
US9175691B2 (en) * 2012-10-03 2015-11-03 Praxair Technology, Inc. Gas compressor control system preventing vibration damage
DE102014201947B3 (de) * 2014-02-04 2015-01-22 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Ladeluftmassenstroms
DE102015200026B4 (de) * 2014-03-26 2021-04-01 Ford Global Technologies, Llc Schätzung der Massendurchflussrate eines Zuluftverdichters
RU2716940C1 (ru) * 2018-02-09 2020-03-17 Кэрриер Корпорейшн Центробежный компрессор с рециркуляционным каналом
US11149654B2 (en) * 2020-03-04 2021-10-19 General Electric Company Systems, program products, and methods for adjusting operating limit (OL) threshold for compressors of gas turbine systems based on mass flow loss

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240004474A (ko) 2024-01-11
JP2024515838A (ja) 2024-04-10
US20230008611A1 (en) 2023-01-12
WO2022231849A1 (en) 2022-11-03
US20220364571A1 (en) 2022-11-17
EP4314568A1 (en) 2024-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2997319B2 (ja) 圧縮機の非対称エアフローを用いたストール及びサージ制御
US6776584B2 (en) Method for determining a centrifugal pump operating state without using traditional measurement sensors
KR20000022325A (ko) 퍼지 로직을 이용한 원심 냉각기의 변속 제어방법
JP6606280B2 (ja) 流量調節とインペラの軸方向シフトによるサージ抑制を行う遠心圧縮機
US20160047392A1 (en) Methods and systems for controlling turbocompressors
JPH0650268A (ja) 圧縮機の主駆動機の制御装置及び制御方法
CN117222816A (zh) 用于动力式压缩机的质量流量内插系统及方法
EP2426361A2 (en) Simulation apparatus for motor-driven compressor system and the simulation method thereof
EP2909481A2 (en) System and method for operating a compressor drive
US11644227B2 (en) Start-stop control systems and methods for gas foil bearing machine
WO2023146719A1 (en) System and method for extending the operating range of a dynamic compressor
WO2013032425A1 (en) Linear pump control
CN105121858A (zh) 泵装置
US20230384012A1 (en) Systems and methods for determining startup pressure ratio for dynamic compressors
US11994140B2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
EP4249753A2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
JP6591391B2 (ja) 井戸ポンプ装置
US11428233B2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
STOICESCU et al. Automated Multi-Reference Control for Centrifugal Compressor
EP4206468A1 (en) Vacuum pump and vacuum system
EP2909482A2 (en) System and method to improve performance of a compressor device comprising variable diffuser vanes
JP2010133149A (ja) 建設機械の騒音制御装置
EP4379285A1 (en) Air conditioner
JP3093958B2 (ja) 可変案内羽根付き流体機械
JPS6325198B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination