DE3230058A1 - Method and device for circulating the heat carrier in a radiator system - Google Patents

Method and device for circulating the heat carrier in a radiator system

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Abstract

The circulating pump of a radiator system is operated at a speed which is dependent on the heating power in order to avoid consuming unnecessary energy when the radiators are turned down. The pump drive contains a converter which is supplied from the supply network and has a pulse-controlled invertor supplying an asynchronous machine. A constant, frequency-independent binary curve shape which is pulse-width modulated with a high-frequency sampling voltage is specified for the pulse-controlled invertor output voltage. In the case of the selected curve shapes (Fig. 3), the harmonics which are caused by the binary curve shape are in a region where they have no significant influence either on the losses in the invertor and the machine which are caused by harmonics or on the development of noise in the radiator system. A sampling frequency of over 5 kHz is required for the pulse-width modulation, which is possible as a result of the use of power transistors as the invertor switches. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umwälzen des WärmeträgersMethod and device for circulating the heat transfer medium

in einem Heizungsrohrsystem Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwälzen des Wärmeträgers in einem Heizungsrohrsystem mittels einer Umwälzpumpe und eine Antriebsvorrichtung für eine Umwälzpumpe zur Durchführung des Verfahrens.in a heating pipe system The invention relates to a method for Circulation of the heat transfer medium in a heating pipe system by means of a circulation pump and a drive device for a circulation pump for carrying out the method.

Heizungssysteme für Gebäude enthalten üblicherweise ein geschlossenes Rohrsystem, in dem ein Wärmeträger, z.B. Warmwasser, durch einen ersten Wärmetauscher (etwa einen Heizungskessel oder einen Sonnenkollektor) geleitet wird und dabei Wärme aufnimmt, die er dann anschließend beim Durchströmen eines zweiten Wärmetauschers (Heizkörper) an die Umgebung abgibt. Der Transport des erwärmten Wassers zu den Heizkörpern erfolgt durch Umwälzpumpen und die Wärmeabgabe an die Umwelt (Heizleistung) des Systems wird durch Ventile an den Heizkörpern geregelt, die den Durchfluß mehr oder weniger drosseln. Die Umwälzpumpe ist so auszulegen, daß sie bei kalten Umgebungstemperaturen, bei denen alle Heizkörperventile voll geöffnet werden müssen, noch einen ausreichenden Förderdruck bzw. Durchfluß des Warmwassers ermöglichen. Derart extreme Umgebungstemperaturen liegen jedoch nur an wenigen Tagen des Jahres vor. Während der restlichen Betriebszeit der Heizungsanlage sind die Heizkörper teilweise oder ganz geschlossen und eine ungeregelte oder ungesteuerte Umwälzpumpe fördert zu viel. Dabei entstehen störende Strömungsgeräusche, außerdem arbeiten die Pumpen mit einem ungünstigen Wirkungsgrad, da die Pumpenkennlinie der Anlagenkennlinie für diese veränderten Belastungen nicht angepaßt ist. Es wird dann zu viel Energie verbraucht.Heating systems for buildings usually contain a closed one Pipe system in which a heat transfer medium, e.g. hot water, passes through a first heat exchanger (such as a boiler or a solar collector) is conducted and thereby heat picks up, which he then subsequently when flowing through a second heat exchanger (Radiator) releases into the environment. The transport of the heated water to the Radiators are carried out by circulation pumps and the heat is released into the environment (heating power) the system is regulated by valves on the radiators that increase the flow rate or throttle less. The circulation pump must be designed so that it can operate in cold ambient temperatures, where all radiator valves have to be fully opened, another sufficient one Allow delivery pressure or flow of hot water. Such extreme ambient temperatures however, are only available on a few days of the year. During the rest of the operating time the heating system, the radiators are partially or completely closed and one Unregulated or uncontrolled circulation pump delivers too much. This creates disruptive Flow noises, in addition, the pumps work with an unfavorable degree of efficiency, because the pump curve the system characteristic for this changed Loads is not adjusted. Too much energy is then used.

Angesichts steigender Energiekosten ist man zunehmend bereit, die Mehrkosten für eine heizleistungsabhängige Veränderung der Pumpenleistung in Kauf zu nehmen. Dabei könnte die Pumpe mit einem drehzahlgesteuerten Gleichstrommotor angetrieben werden, mit der Erfindung soll jedoch die Möglichkeit eröffnet werden, handelsübliche Drehstrommaschinen wirtschaftlich einzusetzen, Dabei scheiden mehrfach polumschaltbare Antriebe, die die Drehzahl der Pumpe in Stufen verstellen, wegen den erforderlichen Relaisschaltungen aus, die gegenwärtig relativ aufwendig und störanfällig erscheinen.In the face of rising energy costs, people are increasingly willing to do that Additional costs for a heat output-dependent change in the pump output in purchase gain weight. The pump could be equipped with a speed-controlled DC motor are driven, but the invention is intended to open up the possibility of To use commercially available three-phase machines economically, but several times Pole-changing drives that adjust the speed of the pump in stages because of the required relay circuits, which are currently relatively expensive and appear prone to failure.

FUr andere Zwecke sind bereits drehzahlveränderliche Antriebe entwickelt, die nicht nach dem Prinzip der Polumschaltung arbeiten. Ein solcher Antrieb enthält eine Drehfeldmaschine, deren Speisespannung von einem Wechselrichter geliefert und proportional der gewünschen Drehzahl verändert wird, Vorzugsweise werden Wechselrichter verwendet, bei denen jeder Wechseispannungsausgang über einen Wechselrichterschalter in einem hochfrequenten Takt alternierend auf den positiven und negativen Gleichspannungseingang geschaltet werden und die Dauer jedes Schaltzustandes so gewählt wird, daß sich eine pulsbreitenmodulierte Ausgangsspannung der gewünschten Kurvenform ergibt.Variable-speed drives have already been developed for other purposes, which do not work according to the pole-changing principle. Such a drive contains a three-phase machine whose supply voltage is supplied by an inverter and is changed proportionally to the desired speed, inverters are preferred used where each AC voltage output has an inverter switch alternating in a high-frequency cycle on the positive and negative DC voltage input are switched and the duration of each switching state is selected so that results in a pulse-width-modulated output voltage of the desired curve shape.

Im Hinblick auf ein oberschwingungsarmes Drehmoment und eine optimale Ausnutzung von Umrichter und Maschine ist fUr die Ausgangswechselspannung bei diesen handelsUblichen Antrieben ein möglichst sinusförmiger Verlauf anzustreben. Dazu wird für jeden Wechselspannungsausgang eine entsprechende sinusförmige Steuerspannung erzeugt, deren Schnittpunkte mit einer hochfrequenten Dreieckspannung die Umschaltinpulse für den auf den jeweiligen Wechselrichterausgang arbeitenden Wechselrichterschalter liefert und somit die Länge der einzelnen, zu der modulierten Ausgangs spannung zusammenzusetzenden Spannungspulse bestimmt.With regard to a low harmonic torque and an optimal The converter and machine are used for the AC output voltage in these Commercially available drives should aim for a curve that is as sinusoidal as possible. In addition will be for everyone AC voltage output a corresponding sinusoidal Control voltage generated whose intersection points with a high-frequency triangular voltage the switching pulses for the one working on the respective inverter output Inverter switch supplies and thus the length of each, to the modulated Output voltage to be assembled voltage pulses determined.

Dem Wechselrichter ist die Eingangsgleichspannung annähernd konstant eingeprägt, z.B. indem der Wechselrichtereingang über einen Spannungszwischenkreis mit dem Gleichspannungsausgang eines an eine Versorgungswechselspannung angeschlossenen Gleichrichters verbunden ist. Bei Verwendung einer Asynchronmaschine wird im allgemeinen eine mit abnehmender Drehzahl proportional abnehmende Amplitude der Speisespannung benötigt, wobei lediglich zu den niedrigsten Drehzahlen hin eine unterproportionale Abnahme der Spannungsamplitude vorgesehen ist. Die entsprechende Amplitudensteuerung der Ausgangswechselspannung kann dadurch erreicht werden, daß das Verhältnis von Sinus amplitude zur Amplitude der als Tastspannung verwendeten Dreieckspannung verändert wird. Das Frequenzverhältnis zwischen Dreieckspannung und Ausgangsspannung bestimmt die Zahl der Umschaltvorgänge jedes Schalters innerhalb einer Spannungaperiode und damit die Annäherung an die Sinusform.The DC input voltage to the inverter is almost constant impressed, e.g. by the inverter input via a voltage intermediate circuit with the DC voltage output of one connected to an AC supply voltage Rectifier is connected. When using an asynchronous machine, in general an amplitude of the supply voltage that decreases proportionally with decreasing speed required, with a disproportionate rate only towards the lowest speeds Decrease in the voltage amplitude is provided. The corresponding amplitude control the AC output voltage can be achieved by the ratio of Sinus amplitude changed to the amplitude of the triangular voltage used as the probe voltage will. The frequency ratio between triangular voltage and output voltage is determined the number of switching operations of each switch within a voltage period and thus the approximation to the sinusoidal shape.

Die Dreieckfrequenz aber kann nicht beliebig hoch gewählt werden, da sonst zu viele Schaltvorgänge mit hohen Schaltverlusten und einer thermischen Zerstörung der Umrichterschalter auftreten. Als Umrichterschalter werden üblicherweise Thyristoren verwendet, bei denen zusätzlich eine gewisse Mindestdauer für jeden Umschaltvorgang eingehalten werden muß, so daß die Tastfrequenz praktisch 400 Hz nicht wesentlich uberschreiten kann.The triangle frequency, however, cannot be chosen arbitrarily high, otherwise too many switching operations with high switching losses and a thermal one Destruction of the converter switch occur. As a converter switch are usually Thyristors are used, which additionally have a certain minimum duration for each Switching process must be adhered to, so that the key frequency is practically 400 Hz can not exceed significantly.

Für den eingangs geschilderten Betrieb einer Umwälzpumpe ist z.B. eine dreiphasige Asynchronmaschine geeignet, die mit einem symmetrischen System aus drei gepulsten, bei hoher Modulationsfrequenz praktisch sinusförmigen Phasenspannungen gespeist ist. Die Erzeugung des Sinusspannungssystems mittels eines Pulswechselrichters ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, da drei um 1200 ei. gegeneinander versetzte Steuerspannungen in der Wechselrichtersteuerung erzeugt werden müssen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Wechselrichter auf Vollast (Nennbetrieb) des Antriebs auszulegen ist, aber die Grundschwingungsamplitude bei üblichen Steuerverfahren zur Erzeugung sinusförmiger Ausgangsspannungen nicht die Werte erreicht, die bei einer vollen Spannungsausnutzung des Umrichters möglich sind. Der Energieeinsparung durch die heizleistungsabhängige Drehzahlsteuerung der Umwälzpumpe steht daher der höhere Fertigungsaufwand entgegen.For the operation of a circulation pump described above, e.g. a three-phase asynchronous machine suitable that with a symmetrical system from three pulsed phase voltages which are practically sinusoidal at a high modulation frequency is fed. The generation of the sinusoidal voltage system by means of a pulse inverter However, it is relatively expensive, since three around 1200 egg. offset against each other Control voltages must be generated in the inverter control. It is take into account that the inverter is at full load (nominal operation) of the drive is to be interpreted, but the fundamental oscillation amplitude with conventional control methods to generate sinusoidal output voltages does not reach the values for full voltage utilization of the converter are possible. The energy saving Due to the heat output-dependent speed control of the circulation pump, the higher manufacturing costs.

Ferner ist zu beachten, daß das Drehmoment des Antriebs umso mehr Oberschwingungen aufweist, Je stärker von der Sinusform der Speise spannungen abgewichen wird.It should also be noted that the torque of the drive is even greater Has harmonics, the more the voltage deviates from the sinusoidal shape of the feed will.

Damit wächst aber die Gefahr, daß im Heizungsrohrsystem Körperschall-Schwingungen auftreten, die zu einer unerträglichen Lärmbelastung der Umwelt führen können.This increases the risk of structure-borne sound vibrations in the heating pipe system occur which can lead to unbearable noise pollution of the environment.

Die Erfindung ermöglicht nun den wirtschaftlichen Einsatz einer Asynchronmaschine, wobei auch eine erhöhte Lärmbelastung vermieden wird. Der Aufwand kann dabei so klein gehalten werden, daß die für den Pumpenantrieb im Vergleich zu den marktüblichen Umwälzpumpen erforderlichen Mehrkosten durch die Energieeinsparung ausgeglichen werden, die z.B. im gemäßigten Klima bei einer Gebäudeheizung in drei Heizungsperioden erzielt wird.The invention now enables the economical use of an asynchronous machine, while also avoiding increased noise pollution. The effort can be like this be kept small that the pump drive compared to the market Circulation pumps necessary additional costs are offset by the energy savings that e.g. in a temperate climate with a building heating in three heating periods is achieved.

Das wird gemaß der Erfindung erreicht durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This is achieved according to the invention by a method with the Features of claim 1.

Dementsprechend wird die Umwälzpumpe von einer Asynchronmaschine angetrieben, die über einen einen Plswechselrichter enthaltenden Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis aus einem Wechselspannungsnetz gespeist ist. Die Frequenz der Wechselrichter-Ausgangsspannung wird proportional einer gewünschten Drehzahl vorgegeben und auch deren Amplitude ist - zumindest im oberen Drehzahlbereich - ebenfalls proportional der gewünschten Drehzahl. Für jeden Wechselrichterausgang ist als Referenzspannung jeweils eine Sollspannung mit einer für alle Frequenzen und alle Wechselrichterausgänge gleichen Kurvenform vorgegeben. Für diese Sollspannung sind nur zwei Spannungswerte, z.B. "positiv" und "negativ", zugelassen ("binäre Kurve"). Gegenüber einer Vollblocksteuerung, bei der in der ersten Halbperiode (also zwischen den Phasen Oo und 1800 der Grundschwingung am entsprechenden Wechselrichterausgang) eine positive Spannung und während der zweiten Halbperiode (zwischen 1800 und 3600) eine negative Spannung erzeugt wird, sind zu bestimmten Phasenlagen, die unabhängig von der Drehzahl vorgegeben werden, Lücken vorgesehen, in denen die Spannung jeweils den entgegengesetzten binären Zustand aufweist. Die Lücken liegen jeweils in der Nähe der Nulldurchgänge der Ausgangsspannungs-Grundschwingung und sind mit einer Viertelperioden-Symmetrie angeordnet, d.h. sie liegen symmetrisch bezüglich der Nulldurchgänge und der Maxima der Grundschwingung. Die Summe der Lückenbreiten innerhalb jeder Halbperiode ist wesentlich kleiner als die Breite des lückenfreien Bereiches in der Mitte jeder Halbperiode.Accordingly, the circulation pump is driven by an asynchronous machine, via an inverter with a DC voltage intermediate circuit containing a Pls inverter is fed from an alternating voltage network. The frequency of the inverter output voltage is specified proportionally to a desired speed and also its amplitude is - at least in the upper speed range - also proportional to the desired Rotational speed. There is one reference voltage for each inverter output Setpoint voltage with the same for all frequencies and all inverter outputs Curve shape specified. Only two voltage values are required for this nominal voltage, e.g. "positive" and "negative", permitted ("binary curve"). Compared to a full block control, in the first half period (i.e. between phases Oo and 1800 of the fundamental oscillation at the corresponding inverter output) a positive voltage and during the second half period (between 1800 and 3600) a negative voltage is generated, are to certain phase positions that are specified independently of the speed, Gaps are provided in which the voltage is in each case the opposite binary state having. The gaps are in the vicinity of the zero crossings of the output voltage fundamental oscillation and are arranged with quarter-period symmetry, i.e. they are symmetrical with regard to the zero crossings and the maxima of the fundamental oscillation. The sum of the gap widths within each half period is much smaller than the width of the gap-free Area in the middle of each half-period.

Die Sollspannung stellt somit wegen der Breite des lückenfreien Bereiches im wesentlichen eine Vollblocksteuerung dar, die lediglich an den Blockflanken Stücken aufweist. Dies ermöglicht fast die bei Vollblocksteuerung erreichbare maximale Spannungsausnutzung des Umrichters. Der Nachteil einer Vollblocksteuerung ist allerdings ein hoher Oberschwingungsgehalt der Ausgangsströme, der zu Energieverlusten in Umrichter und Maschine sowie zur Anregung von Resonanzfrequenzen im Heizungsrohrsystem und damit zu Lärmbelastung führen könnte. Beides wird durch die vorgesehenen Lücken vermieden, die eine gewisse Annäherung der Vollblocksteuerung an die Sinus form darstellen. Zwar können durch die Lücken im Oberschwingungsspektrum bei Vollblocksteuerung vorhandene Oberschwingungen verstärkt werden und außerdem ändern sich die Oberschwingungsfrequenzen in dem Maße, indem die Grundfrequenz mit der gewünschten Drehzahl verschoben wird. Durch die Wahl der Lücken kann jedoch erreicht werden, daß die Oberschwingungen bei allen Lastzuständen in einem Bereich liegen, in dem keine Körperschall-Anregung im Rohrsystem auftritt.The target voltage is therefore due to the width of the gap-free area essentially represents a full block control, which only pieces on the block flanks having. This enables almost the maximum voltage utilization that can be achieved with full block control of the converter. The disadvantage of full block control, however, is a high harmonic content the output currents that lead to energy losses in the converter and machine as well as to Excitation of resonance frequencies in the heating pipe system and thus noise pollution could lead. Both are avoided by the provided gaps, which a certain Represent the approach of the full block control to the sinusoidal shape. Although can through the gaps in the harmonic spectrum with full block control existing harmonics are amplified and also the harmonic frequencies change to the extent that by shifting the basic frequency with the desired speed. Through the Choice of the gaps can however be achieved that the harmonics at all Load states lie in an area in which there is no structure-borne noise excitation in the pipe system occurs.

Aus der jeweiligen Sollspannung für den betreffenden Wechselrichterausgang wird mittels einer hochfrequenten Tastspannung ein pulsbreitenmoduliertes Steuersignal zum Umschalten des auf den betreffenden Wechselrichterausgang arbeitenden Wechselrichterschalters gebildet, wobei das Pulsbreitenverhältnis entsprechend der gewünschten Amplitude vorgegeben ist. So kann z.B.From the respective target voltage for the relevant inverter output a pulse-width-modulated control signal is generated by means of a high-frequency sensing voltage to switch over the inverter switch working on the relevant inverter output formed, with the pulse width ratio corresponding to the desired amplitude is given. E.g.

die binäre Sollspannung mit einer hochfrequenten Dreieckspannung, deren Amplitude proportional der drehzahlabhängig vorgegebenen Wechselspannungsamplitude ist, verglichen werden, um aus den Schnittpunkten die Umschaltbefehle des Wechselrichterschalters zu bilden.the binary nominal voltage with a high-frequency triangular voltage, whose amplitude is proportional to the alternating voltage amplitude specified as a function of the speed is to be compared to the switching commands of the inverter switch from the intersection points to build.

Man kann aber auch vorteilhaft eine Dreieckspannung konstanter Amplitude mit einer Amplitudenspannung vergleichen und das Vergleichsergebnis, das ein entsprechend der gewünschten Amplitude pulsbreitenmoduliertes binäres Gieichspannungssignal darstellt, zusammen mit der binären Sollspannung einem vXtLUSIV-ODER-Gatter zuführen, an dessen Ausgang dann die pulsbreitenmodulierte Sollspannung als Steuersignal für den Wechselrichterschalter ansteht.But you can also advantageously use a triangular voltage more constant Compare amplitude with an amplitude voltage and the comparison result, the a binary equal voltage signal pulse-width-modulated according to the desired amplitude to feed together with the binary nominal voltage to a vXtLUSIV-OR gate, at its output then the pulse-width-modulated nominal voltage as a control signal for the inverter switch is pending.

Auch die Pulsbreitenmodulation kann, ebenso wie die binäre Sollspannungskurve, zu Anregungen von Schallfrequenzen im Rohrsystem führen. Dies wird jedoch vermieden, wenn die Tastfrequenz stets höher als 5 kz beträgt.Pulse width modulation, like the binary nominal voltage curve, can also be lead to excitations of sound frequencies in the pipe system. However, this is avoided if the sampling frequency is always higher than 5 kz.

Die Steuerung des Pulswechselrichters wird besonders einfach, wenn die Tastspannung drehzahlunabhängig vorgegeben wird, z.B. zu etwa 6 kHz. Der Pulswechselrichter kann ohne Schwierigkeiten mit derart hohen Tastfrequenzen betrieben werden, wenn als Wechselrichter ein Wechselrichter mit Schaltern aus Leistungstransistoren verwendet wird. Ein derartiger Transistor-Wechselrichter ist z.B. in der deutschen Patentanmeldung P 30 30 485.9 (VPA 80 P 3149) beschrieben.The control of the pulse inverter is particularly easy if the scanning voltage is specified independently of the speed, e.g. at around 6 kHz. The pulse inverter can be operated with such high sampling frequencies without difficulty, if an inverter with switches made of power transistors is used as an inverter will. Such a transistor inverter is, for example, in the German patent application P 30 30 485.9 (VPA 80 P 3149).

Nach diesem Verfahren kann die Umwälzpumpe mit einer Drehzahl angetrieben werden, die in Abhängigkeit von der Heizleistung des Heizungsrohrsystems vorgegeben wird. Die Drehzahl kann z.B. in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz am Eingang und Ausgang der Heizkörper, d.h. im Vorlauf und Rücklauf des Wärmeträgers, gesteuert oder geregelt werden, insbesondere kann die Drehzahl aber auch in Abhängigkeit von der Fördermenge und/oder dem Förderdruck der Umwälzpumpe verändert werden.According to this method, the circulation pump can be driven at one speed which are specified as a function of the heating output of the heating pipe system will. The speed can e.g. depend on the temperature difference at the input and output of the radiators, i.e. in the flow and return of the heat transfer medium, controlled or controlled, but in particular the speed can also be a function of the delivery rate and / or the delivery pressure of the circulation pump can be changed.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und 5 Figuren ist die Erfindung näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment and 5 figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Heizungsrohrsystem mit einer Umwälzpumpe, die mit einer Arltriebsvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, Fig. 2 zeigt eine Antriebsvorrichtung für die Umwälzpumpe und dient zur Verdeutlichung eines bevorzugten AusfUhrungsbeispiels, Fig. 3 zeigt verschiedene Impulsmuster für die Steuerspannung des Wechselrichters, Fig. 4 veranschaulicht die Tastung der entsprechend dem Pulsmuster vorgegebenen Steuerspannung zur Erzeugung der pulsbreitenmodulierten Ausgangsspannung und Fig. 5 zeigt die entsprechende Steuerung des Pulswechselrichters.Fig. 1 shows a heating pipe system with a circulation pump, which with a drive device is provided according to the invention, Fig. 2 shows a drive device for the circulation pump and serves to illustrate a preferred exemplary embodiment, Fig. 3 shows different pulse patterns for the control voltage of the inverter, Fig. 4 illustrates the keying of the predetermined according to the pulse pattern Control voltage for generating the pulse width modulated output voltage and Fig. 5 shows the corresponding control of the pulse-controlled inverter.

Gemäß Fig. 1 ist in dem von einem Mischventil 1 kommenden Vorlauf-Rohr eines geschlossenen Heizungsrohrsystem, eine Umwälzpumpe 3 angeordnet, durch die der erwärmte Wärmeträger zu den Einlaßventilen 4 mehrerer Wärmetauscher 5 (Heizkörper einer Raumheizung) gefördert wird. Von den Wärmetauschern 5 führt ein Rücklaufsystem 6 zurück zum Mischventil 1, das als Vierwegeventil ausgebildet ist und gestattet, einen Teil des in den Wärmetauschern 5 abgekühlten Wärmeträgers in einen anderen Wärmetauscher 7 (Heizungskessel) zu leiten und gegen erwärmtes Wasser auszutauschen. Mit 8 ist das Ausgleichsgefäß des Heizungsrohrsystems bezeichnet.According to Fig. 1 is in the coming from a mixing valve 1 flow pipe a closed heating pipe system, a circulation pump 3 arranged through the the heated heat transfer medium to the inlet valves 4 of several heat exchangers 5 (radiators space heating). A return system leads from the heat exchangers 5 6 back to the mixing valve 1, which is designed as a four-way valve and allows part of the heat transfer medium cooled in the heat exchangers 5 into another To conduct heat exchanger 7 (boiler) and replace it with heated water. With 8, the expansion tank of the heating pipe system is referred to.

Die Umwälzpumpe 3 wird von einer Asynschronmaschine 10 angetrieben, die von der Ausgangswechselspannung eines Pulswechselrichters 11 gespeist ist. Der Wechselrichter ist als Teil eines Umrichters über einen Gleichspannungszwischenkreis 12 an einen von einem Versorgungsnetz 13 gespeisten Gleichrichter 14 angeschlossen.The circulation pump 3 is driven by an asynchronous machine 10, which is fed by the output AC voltage of a pulse-controlled inverter 11. Of the Inverter is part of a converter via a DC voltage intermediate circuit 12 connected to a rectifier 14 fed by a supply network 13.

Die Wechselrichterschalter des Wechselrichters 11 werden mittels Steuerleitungen 15u, 15v, 15W mit entsprechenden Umschaltimpulsen angesteuert, die von der Wechselrichtersteuerung 16 geliefert werden. Der Wechselrichtersteuerung kann als Führungsgröße der Durchfluß JM des Wärmeträgers zugeführt werden, der mittels eines im Vorlaufsystem 2 angeordneten Durchflußmengenmessers 17 erfaßt wird. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, den Förderdruck der Umwälzpumpe mittels eines parallel angeordneten Differenzdruckmessers 18 zu erfassen.The inverter switches of the inverter 11 are controlled by means of control lines 15u, 15v, 15W controlled with corresponding switching impulses from the inverter control 16 can be delivered. The inverter control can use the flow rate as a reference variable JM of the heat transfer medium are supplied, which is arranged in the flow system 2 by means of a Flow meter 17 is detected. In addition or as an alternative, it is provided the delivery pressure of the circulation pump by means of a differential pressure meter arranged in parallel 18 to capture.

Die Antriebsvorrichtung für die Umwälzpumpe enthalt vorzugsweise -die Asynchronmaschine 10, den aus dem Wechselspannungsnetz 13 gespeisten Umrichter mit dem Pulswechselrichter 20, der über den Spannungszwischenkreis 21 mit dem Gleichrichter 22 verbunden ist, einen Drehzahlgeber 23 und die Umrichtersteuerung 24, wie in Fig. 2 dargestellt ist.The drive device for the circulation pump preferably contains -the Asynchronous machine 10, the converter fed from the AC voltage network 13 with the pulse-controlled inverter 20, which is connected to the rectifier via the voltage intermediate circuit 21 22 is connected, a speed sensor 23 and the converter control 24, as shown in Fig. 2 is shown.

Der Gleichrichter 22 ist als ungesteuerte Gleichrichterbrücke ausgeführt, die über Sicherungen 25 und Umrichterschalter 26 an die Phasen R, S, T des Netzes 13 angeschlossen ist. Ein Stromversorgungsteil 27 liefert die Versorgungsspannung für die Steuerung.The rectifier 22 is designed as an uncontrolled rectifier bridge, via fuses 25 and converter switch 26 to phases R, S, T of the network 13 is connected. A power supply part 27 supplies the supply voltage for control.

Der Zwischenkreis 21 enthält den Zwischenkreiskondensator 28, der über einen nach einer Verzögerungszeit kurzschließbaren Vorwiderstand 29 aufgeladen wird.The intermediate circuit 21 contains the intermediate circuit capacitor 28, the charged via a series resistor 29 which can be short-circuited after a delay time will.

Ferner sind zwei Meß-Shunts vorgesehen, um mittels des Schütz 31 das Kurzschließen des Vorwiderstandes 29 und das Ein- und Ausschalten des Wechselrichters 20 vorzunehmen. Dadurch ist auch ein Abschalten des Wechselrichters bei einer Störung möglich.Furthermore, two measuring shunts are provided in order to use the contactor 31 Short-circuiting the series resistor 29 and switching the inverter on and off 20 to make. This also means that the inverter can be switched off in the event of a fault possible.

Die Wechselspannungsausgänge U, V, W des Wechselrichters 20 sind jeweils über einen Wechselrichterschalter alternierend an die Gleichspannungsausgänge des Zwischenkreises 21 angeschlossen. Jeder Wechselrichterschalter wird über ein binäres Ansteuersignal (Leitungen 15u, 15v, 15W) angesteuert und enthält jeweils zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren, wie sie z.B.The AC voltage outputs U, V, W of the inverter 20 are respectively alternately to the DC voltage outputs of the Intermediate circuit 21 connected. Each inverter switch is via a binary Control signal (lines 15u, 15v, 15W) controlled and each contains two power field effect transistors, as they e.g.

unter dem eingetragenen Warenzeichen SIPMOS der Firma Siemens handelsüblich sind. So ist der Wechselrichterausgang U z.B. über den FET 31, der mit dem "1"-Zustand der Signalleitung 15U angesteuert ist, mit dem positiven Gleichspannungspol und über den FET 32, der mit dem Zustand angesteuert ist, mit dem negativen Gleichspannungspol verbunden. Ein derartiger Leistungs-FET besitzt entgegen seiner Stromführungsrichtung eine Diodenkennlinie, wie durch den entsprechenden Pfeil im Schaltsymbol dargestellt ist. Mit einem derartigen Transistorschalter kann ein eingeschalteter Strom im Gegensatz zu Thyristoren auch abgeschaltet werden.under the registered trademark SIPMOS of the company Siemens are. The inverter output U is e.g. via the FET 31, the one with the "1" status the signal line 15U is controlled, with the positive DC voltage pole and via the FET 32, which is activated with the state, to the negative DC voltage pole tied together. Such a power FET has the opposite direction of current flow a diode characteristic, as shown by the corresponding arrow in the circuit symbol is. With such a transistor switch, a switched-on current can in contrast to thyristors can also be switched off.

Antiparallele Dioden sowie Entlastungsnetzwerke sind nicht erforderlich. Die Ansteuerung ist einfach und verlustarm. In Verbindung mit einem ungesteuerten Eingangsgleichrichter ergibt sich dabei eine kostengünstige Lösung mit geringem Aufwand an Leistungsbauteilen und Montage sowie einem hohen Leistungsfaktor für den Netzstrom.Anti-parallel diodes and relief networks are not required. The control is simple and low-loss. In conjunction with an uncontrolled Input rectifier results in a cost-effective solution with little Expenditure on power components and assembly as well as a high power factor for the mains current.

Als Drehzahlgeber zur Erzeugung eines von der Heizleistung abhängigen Drehzahlsollwertes kann z.B. ein Regler 23 verwendet werden, dem die Regelabweichung zwischen dem Differenzdruck-Istwert /-p und dem Differenzdruck-Sollwert ß p* an der Umwälzpumpe zugefUhrt wird. Ebenso kann ein Durchflußregler vorgesehen sein, der den Differenzdruckregler 23 ersetzen oder überlagern kann.As a speed sensor to generate a heating output dependent Speed setpoint, for example, a controller 23 can be used to which the control deviation between the differential pressure actual value / -p and the differential pressure setpoint ß p * the circulation pump is supplied. A flow regulator can also be provided, which can replace or superimpose the differential pressure regulator 23.

Der Pulswechselrichter erzeugt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Speisespannung für die Asynchronmaschine, für die in Fig. 3 verschiedene Möglichkeiten des Kurvenverlaufs angegeben sind.The pulse inverter generates in the method according to the invention a supply voltage for the asynchronous machine, for the various possibilities shown in FIG. 3 of the curve are specified.

Mit UO ist in der obersten Zeile der Fig. 3 die Grundschwingung der Ausgangsspannung dargestellt, auf deren Nullpunkt sich alle folgenden Phasenangaben beziehen.With UO, the fundamental oscillation is in the top line of FIG Output voltage shown, the zero point of which has all of the following phase specifications relate.

Während bei der anfangs erwähnten, üblichen Pulswechselsteuerung diese Kurve UO bereits die Sollkurve darstellt, die mittels einer höherfrequenten Tastfrequenz abgetastet wird, um eine annähernd sinusförmige Ausgangsspannung zu erhalten, stellen die in Fig. 3 angeführten Kurvenformen U1 bis U5 im Grunde bereits eine gepulste Spannung'dar und werden bei der erfindungsgemäßen Steuerung als Sollkurve für die Ausgangsspannung ihrerseits noch durch die hochfrequente Tastfrequenz pulabreitenmoduliert. Für den Verlauf der Spannung, z.B. am Ausgang U des Pulswechselrichters, wird eine der Sollkurven U1 bis U5 vorgegeben, die für ç = O ... 1800 im wesentlichen positiv und für t = 1800 ... 3600 im wesentlichen negativ ist.While this is the case with the usual pulse change control mentioned at the beginning Curve UO already represents the target curve, which by means of a higher-frequency sampling frequency is sampled in order to obtain an approximately sinusoidal output voltage the curve shapes U1 to U5 shown in FIG. 3 are basically already pulsed Voltage'dar and are used in the control according to the invention as a target curve for the The output voltage, for its part, is still pulse width modulated by the high-frequency sampling frequency. A of the setpoint curves U1 to U5, which for ç = O ... 1800 are essentially positive and is essentially negative for t = 1800 ... 3600.

Symmetrisch um ç = 00, 900, 1800 und 2700 sind jeweils Pulslücken vorgesehen, deren Pulsbreiten 30 oder 60 betragen. Bei den Kurven U1 und U3 beginnt jede Halbperiode mit einer Lücke, die Summe der Lückenbreiten in jeder Viertelperiode (d.h. zwischen 0° und 900) beträgt 60. Kurvenformen mit mehr als 3 Lücken und einer Gesamt-Lückenbreite über 120 pro Viertelperiode sind möglich, werden aber als weniger vorteilhaft angesehen. Im Hinblick auf eine gute Spannungsausnutzung sowie geringe Stromoberschwingungen und Schallresonanz-Anregungen haben sich die Kurven U1, U2 und U3 bewährt.Pulse gaps are symmetrical around ç = 00, 900, 1800 and 2700 provided, the pulse widths of which are 30 or 60. Begins at curves U1 and U3 every half period with a gap, the sum of the gap widths in each quarter period (i.e. between 0 ° and 900) is 60. Curve shapes with more than 3 gaps and one Total gap widths over 120 per quarter period are possible, but will be less considered advantageous. With regard to a good voltage utilization as well as low Current harmonics and sound resonance excitations have the curves U1, U2 and U3 proven.

Die Pulsbreiten von 30 oder 60 ergeben sich daraus, daß für die Sollkurve ein zeitliches Auflösungsvermögen ausreicht, das einer Aufteilung einer Soliperiode in 120 Zeitschritte entspricht.The pulse widths of 30 or 60 result from the fact that for the target curve a temporal resolving power is sufficient that of a division corresponds to a solo period in 120 time steps.

Fig. 4 erläutert, wie durch Abtasten einer Sollspannung, z.B. U1, mit der hochfrequenten Tastspannung UT jeweils bei Gleichheit beider Spannungen die Umschaltimpulse für den Wechselrichterschalter gebildet werden können. Am Ausgang eines entsprechenden Vergleichers entsteht dadurch eine modulierte, binäre Sollspannung UmOd, die im gezeigten Fall als Ansteuerspannung für den Wechselrichterschalter 31, 72 (Fig. 2) des Wechselrichterausgang U während der Zeiten AT1 auf den positiven Gleichspannungseingang und während der Zeiten ß T2 an den negativen Gleichspannungseingang legt.Fig. 4 explains how by scanning a target voltage, e.g. U1, with the high-frequency touch voltage UT when both voltages are equal the switching pulses for the inverter switch can be generated. At the exit a corresponding comparator results in a modulated, binary nominal voltage UmOd, which in the case shown is used as the control voltage for the inverter switch 31, 72 (Fig. 2) of the inverter output U during the times AT1 to the positive DC voltage input and during the times ß T2 to the negative DC voltage input lays.

Die modulierte Sollspannung Umod stellt also sozusagen eine doppelt modulierte" Spannung mit einer ersten, 2 A T0 entsprechenden Modulationsfrequenz und einer zweiten, höheren Modulationsfrequenz UT (entsprechend j T1 + t T2) Diese "zweite" Modulation ist erforderlich, um die Amplitude der Ausgangsspannung proportional zu dem Modulationsverhältnis ( t T1 -&T2)/( A T1 + ß ru2) einzustellen, das durch das Amplitudenverhältnis von Tastspannung und Sollspannung gegeben ist.The modulated setpoint voltage Umod thus doubles as it were modulated "voltage with a first modulation frequency corresponding to 2 A T0 and a second, higher modulation frequency UT (corresponding to j T1 + t T2) these "Second" modulation is required to keep the amplitude of the output voltage proportional to set the modulation ratio (t T1 - & T2) / (A T1 + ß ru2), the is given by the amplitude ratio of the keying voltage and the nominal voltage.

Die Form der Sollkurve U1 ist unabhängig von der Drehzahl vorgegeben, während ihre Periodendauer durch die geforderte Grundschwingungsperiode der Ausgangsspannung bestimmt und somit mit der geforderten Drehzahl veränderlich ist. Bei einer Maschine, die ihre Vollaussteuerung (Nenndrehzahl 2850 U/min.) bei einer Speisefrequenz von 50 Hz erreicht, entspricht die Lückendauer von 60 einer "ersten" Modulationsfrequenz von etwa 1,5 kHz. Im Teillastbereich ergeben sich wegen der drehzahlabhangigen Veränderung der Grundschwingungsperiode entsprechend längere Lückendauern mit niedrigeren Frequenzen. In diesem Frequenzbereich liegen aber auch die Resonanzfrequenzen des Heizungsrohrsystems, das z.B. etwa bei 1,8 kHz starke Resonanz zeigt So hat sich z.B. herausgestellt, daß bei einer rein sinusförmigen Sollkurve oder einer der Vollblocksteuerung entsprechenden Sollkurve, die jeweils mit einer drehzahlproportionalen Tastfrequenz pulsbreitenmoduliert wird, nicht nur bei 1,8 kHz, sondern immer dann, wenn die Tastfrequenz unter 5 kHz absinkt, eine erhebliche Lärmbelastung auftritt, die umso unangenehmer empfunden wird, als die sich entsprechend der heizleistungsabhängig vorgegebenen Drehzahl in ihrem Frequenzspektrum ständig ändert.The shape of the target curve U1 is specified independently of the speed, during their period through the required fundamental oscillation period of the output voltage is determined and therefore variable with the required speed. For a machine that their full modulation (nominal speed 2850 rpm.) at a feed frequency of When it reaches 50 Hz, the gap duration of 60 corresponds to a "first" modulation frequency of about 1.5 kHz. Due to the speed-dependent change, in the partial load range longer gap durations with lower frequencies corresponding to the fundamental oscillation period. In this frequency range, however, lie also the resonance frequencies of the heating pipe system, which shows a strong resonance at around 1.8 kHz, for example it turned out, for example, that with a purely sinusoidal target curve or a the target curve corresponding to the full block control, each with a speed-proportional Sampling frequency is pulse-width modulated, not only at 1.8 kHz, but always when if the scanning frequency falls below 5 kHz, there is considerable noise pollution, which is felt to be all the more unpleasant as it depends on the heating output given speed in its frequency spectrum constantly changes.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die geschilderte Form der Sollspannung im Zusammenwirken mit der für die hmplitudensteuerung vorgesehenen Pulsbreitenmodulation bei Modulationsfrequenzen über 5 kH lediglich eine tolerierbare Lärmbelästigung auftritt. Die insgesamt im Oberschwingungsspektrum der modulierten bollspannung auftretenden Frequenzen und die dadurch hervorgerufenen Stromobers chwingungen liegen vielmehr in einem Bereich, in dem sie das Heizungsrohrsystem nicht mehr wesentlich zum Schwingen anregen können.It has been shown, however, that the specified voltage through the described form in cooperation with the pulse width modulation provided for the amplitude control with modulation frequencies above 5 kH only tolerable noise pollution occurs. The total in the harmonic spectrum of the modulated nominal voltage occurring frequencies and the resulting current harmonics lie rather in an area in which the heating pipe system is no longer essential can stimulate vibrations.

So werden z.B. bei den Kurvenformen U2 und U3 die Oberschwingungen 5., 7. und 11. Ordnung gegenüber der erwähnten Vollblocksteuerung weniger stark angeregt, während höhere Frequenzen (z.B. 17. und 19. Ordnung) wesentlich stärker hervortreten, ohne jedoch das Heizungsrohrsystem zu Schallschwingungen anzuregen.For example, in the case of the curve forms U2 and U3, the harmonics 5th, 7th and 11th order less strong compared to the mentioned full block control stimulated, while higher frequencies (e.g. 17th and 19th order) are much stronger emerge without, however, stimulating the heating pipe system to sound vibrations.

Um sicherzustellen, daß die Tastfrequenz ihrerseits im gesamten Lastbereich das Heizungsrohrsystem nicht anregen kann, ist vorgesehen, daß die Tastfrequenz stets über einem Minimalwert von vorzugsweise 5 kHz liegt.To ensure that the sampling frequency in turn is in the entire load range the heating pipe system can not stimulate, it is provided that the sampling frequency is always above a minimum value of preferably 5 kHz.

Da. kann dadurch leicht erreicht werden, daß die Tastfrequenz drehzahlunabhängig, z.B. zu etwa 6 kHz, vorgegeben wird.There. can easily be achieved in that the Sampling frequency is specified independently of the speed, e.g. at around 6 kHz.

Die bei der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendete Wechselrichters teuerung 24 ist im wesentlichen in Fig. 5 dargestellt. Der Drehzahlsollwert n* wird als Drehzahlsteuerspannung einem ersten Funktionsgeber 5G eingegeben, der die zwischen zwei binären Spannungswerten alternierende Sollspannung mit einer dem Drehzahlsollwert entsprechenden Frequenz und einer frequenzunabhängigen Kurvenform erzeugt.The inverter control used in the device of FIG 24 is shown essentially in FIG. The speed setpoint n * is used as the speed control voltage a first function generator 5G entered, which between two binary voltage values alternating setpoint voltage with a frequency corresponding to the speed setpoint and a frequency-independent waveform is generated.

Ein zweiter Frequenzgeber 51 erzeugt die hochfrequente Tastspannung UT. Die Drehzahl-Steuerspannung ist ferner einem Kennliniengeber 52 eingegeben, der entsprechend dem bei Asynchronmaschinen einzuhaltenden Zusammenhang zwischen Spannungsfrequenz und Amplitude eine Referenzspannung (Amplitudensteuerspannung) erzeugt, die bei höheren Drehzahlen proportional der Drehzahl ist und zu niedrigeren Drehzahlen unterproportional abnimmt.A second frequency generator 51 generates the high-frequency touch voltage UT. The speed control voltage is also input to a characteristic generator 52, the relationship between Voltage frequency and amplitude of a reference voltage (amplitude control voltage) generated, which is proportional to the speed at higher speeds and at lower speeds RPM decreases disproportionately.

Tastspannung und Referenzspannung sind einem Schwellwertgeber mit einem binären Ausgangssignal zugeführt, das anzeigt, ob der Momentanwert der Dreieckspannung großer oder kleiner ist als die Referenzspannung. Kennliniengeber und Schwellwertdetektor stellen eine Modulationsstufe dar, die durch Vergleich der Tastspannung mit der vom Drehzahlsollwert abhängigen Amplitudensteuerspannung pulsbreitenmodulierte Impulse erzeugt, mit denen eine Logikschaltung 54 aus der im ersten Funktionsgeber 50 erzeugten Steuerspannung für einen Wechselrichterschalter (Ansteuerleitung 15u) eine pulsbreitenmodulierte Steuerspannung bildet, mit der der betreffende Wechselrichterschalter umgeschaltet wird.Touch voltage and reference voltage are a threshold value transmitter with a binary output signal that indicates whether the instantaneous value of the triangular voltage is larger or smaller than the reference voltage. Characteristic curve generator and threshold value detector represent a modulation stage, which by comparing the key voltage with the Amplitude control voltage dependent on the speed setpoint, pulse width modulated pulses generated with which a logic circuit 54 from the generated in the first function generator 50 Control voltage for an inverter switch (control line 15u) a pulse width modulated Forms control voltage with which the relevant inverter switch is switched will.

Die anderen Ansteuerleitungen (15v, 15w) erhalten Steuerspannungen, die jeweils um 1200 gegenüber der Steuerspannung an der Ansteuerleitung 15U phasenverschoben sind.The other control lines (15v, 15w) received Control voltages, each phase shifted by 1200 with respect to the control voltage on the control line 15U are.

VorteilhaSt besteht der Funktionsgenerator 50 aus einem Spannungsfrequenzumsetzer 55, der mit dem Zähleingang C eines Zählers 56, z.B. eines rücksetzbaren 7bit-Zählers 56, verbunden ist. Mit dem Zählerstand wird ein Festwertspeicher 57 adressiert, in dem die Kurvenform abgespeichert ist. Im vorliegenden Fall ist jede Periode in 120 Zählschritte unterteilt, so daß die zeitlichen Abstände der vom Frequenzumsetzer 55 erzeugten Zählimpulse jeweils einer um 3° el. fortschreitenden Phase in der Steuerspannung entsprechen und im Speicher 57 jeweils nach 3° ein neuer Speicherplatz angesteuert wird, in dem der jeweils zur betreffenden Phase gehörende Wert der binären Steuerspannung gespeichert ist. Die Auflösung der Steuerspannung beträgt also 30 Mit dem 120. Zählschritt des Zählers 56 ist jeweils eine Periode beendet und in dem entsprechenden Speicherplatz ist ein Rücksetzimpuls abgelegt, der über die Leitung 58 an den Rücksetzeingang des Zählers 56 gegeben wird und somit einen neuen Zyklus für die nächste Periode einleitet. Vorteilhaft ist im Festwertspeicher 57 für jeden der Wechselrichterschalter eine eigene, entsprechend phasenverschobene Sollspannung abgelegt und der Festwertspeicher liefert bei jeder Ansteuerung durch den Zähler 56 über getrennte Ausgänge diese Soll spannungen an die Logikschaltung 54. Die Logikschaltung 54 kann dann vorteilhaft für jeden der Wechselrichterschalter ein EXKLUSIV-ODER-Gatter enthalten, dem lediglich die entsprechende Steuerspannung aus dem Festwertspeicher 57 und die pulsbreitenmodulierten Impulse des Schwellwertdetektors 53 zugeführt zu werden brauchen.The function generator 50 advantageously consists of a voltage-frequency converter 55, which is connected to the counter input C of a counter 56, e.g. a resettable 7-bit counter 56, is connected. A read-only memory 57 is addressed with the counter reading, in which the curve shape is saved. In this case, each period is in 120 counting steps subdivided, so that the time intervals of the frequency converter 55 generated counting pulses each of a 3 ° el. Advancing phase in the control voltage correspond and a new memory location is controlled in memory 57 every 3 ° in which the value of the binary control voltage belonging to the respective phase is stored. The resolution of the control voltage is therefore 30 with the 120th counting step of the counter 56 each period has ended and is in the corresponding memory location a reset pulse is stored, which is sent via line 58 to the reset input of the counter 56 is given and thus a new cycle for the next period initiates. It is advantageous in the read-only memory 57 for each of the inverter switches its own, correspondingly phase-shifted nominal voltage is stored and the read-only memory delivers these via separate outputs each time it is activated by the counter 56 Set voltages to the logic circuit 54. The logic circuit 54 can then be advantageous contain an EXCLUSIVE-OR gate for each of the inverter switches, the only the corresponding control voltage from the read-only memory 57 and the pulse-width modulated Pulses of the threshold value detector 53 need to be supplied.

Der Aufbau dieser Steuerung ist besonders einfach, da er mit nur einem einzigen Festwertspeicher und einem einzigen, einfachen Analog/Digital-Wandler (Spanngsfrequenzumsetzer 5) auskommt.The structure of this control is particularly simple, since it only has one single read-only memory and a single, simple analog / digital converter (voltage frequency converter 5) gets by.

Somit steht eine drehzahlregelbare Umwälzpumpe zur Verfügung, die sowohl bezüglich der Anschaffungskosten, wie auch der Energieeinsparung und der Geräuschentwicklung und der Wartungsfreiheit alle Erfordernisse eines Gebrauchsartikels für den breiten Einsatz bei Heizungsanlagen erfüllt.This means that a variable-speed circulation pump is available that both in terms of acquisition costs as well as energy savings and the Noise and maintenance-free all the requirements of a consumer article fulfilled for broad use in heating systems.

5 Figuren 7 Patentansprüche5 Figures 7 claims

Claims (7)

Patentansprüche Verfahren zum Umwälzen des Wärmeträgers in einEm Heizungsrobisystem mittels einer Umwälzputnpe, g e -k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Merkmale: a) Die Umwäl2pumpe wird von einer Asynchronmaschine mit einer von der Heizlast des Heizungsrohrsystem abgängigen Drehzahl angetrieben; b) die Asynchronmaschine wird über einen Spannungszwischenkreisumrichter mit Pulswechselrichter aus einem Wechselspannungsnetz mit einer gepulsten Wechselspannung gespeist, deren Frequenz proportional der gewünschten Drehzahl und deren Amplitude zumindest im oberen Drehzahlbereich ebenfalls proportional der gewünschten Drehzahl ist; c) für jeden Wechselrichterausgang ist jeweils eine Sollspannung mit einer binären, allen Ausgängen gemeinsamen und für alle Drehzahlen fest vorgegebenen Kurvenform gebildet, die bis auf Lücken in Nähe der Grundschwingungs-Nulldurchgänge in der ersten Halbperiode den einen binären Zustand und in der zweiten Halbperiode den anderen binären Zustand aufweist, wobei in jeder Halbperiode die Breite des lückenfreien Mittelbereiches wesentlich größer ist als die Summe der Lückenbreiten und die Lücken symmetrisch um die Halbperiodenmitte vorgegeben sind, und d) aus der jeweiligen Sollspannung und einer hochfrequenten Tastspannung wird ein pulsbreitenmoduliertes Steuersignal zum Umschalten des auf den entsprechenden Wechselrichterausgang arbeitenden echselrichterschalter gebildet, wobei das Pulsbreitenverhältnis entsprechend der gewünschten Amplitude vorgegeben ist. Claims method for circulating the heat carrier in an em Heating system by means of a circulation pump, g e -k e n n n z e i c h n e t the following features: a) The circulation pump is powered by an asynchronous machine driven by a speed dependent on the heating load of the heating pipe system; b) the asynchronous machine is powered by a voltage intermediate circuit converter with pulse inverter fed from an alternating voltage network with a pulsed alternating voltage, whose Frequency proportional to the desired speed and its amplitude at least in upper speed range is also proportional to the desired speed; c) for each inverter output is a nominal voltage with a binary, all Outputs a common curve shape that is fixed for all speeds, except for gaps near the fundamental zero crossings in the first half period one binary state and in the second half period the other binary state having, in each half period the width of the gap-free central area is much larger than the sum of the gap widths and the gaps are symmetrical are specified around the half-period center, and d) from the respective nominal voltage and a high-frequency sensing voltage becomes a pulse-width-modulated control signal to switch the working to the corresponding inverter output clerk desk formed, with the pulse width ratio corresponding to the desired amplitude is given. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drehzahl abhängig von der Fördermenge und/oder dem Förderdruck gesteuert oder geregelt wird.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the speed is controlled depending on the delivery rate and / or the delivery pressure or is regulated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hochfrequenz der Tastspannung über 5 kHz beträgt.3. The method according to claim 1 or 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the high frequency of the probe voltage is above 5 kHz. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Tastspannung drehzahlunabhängig, insbesondere zu etwa 6 kHz, vorgegeben wird.4. The method according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the probe voltage is given independently of the speed, in particular at about 6 kHz will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Pulswechselrichter mit Wechselrichterschaltern aus Leistungstransistoren verwendet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e it does not indicate that a pulse-controlled inverter with inverter switches from power transistors is used. 6. Antriebsvorrichtung für eine Umwälzpumpe zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t durch a) eine Asynchronmaschine (10) und einen an ein Wechselspannungsnetz (13) angeschlossenen Umrichter mit einem Spannungszwischenkreis (21) und einem Pulswechselrichter (20) zur Speisung der Asynchronmaschine, dessen Wechselrichterschalter aus Leistungstransistcren (31, 32) bestehen; b) einen Drehzahlgeber (23) zur Erzeugung eines Drehzahisoliwertes in Abhängigkeit von der Heizleistung; c) eine dem Drehzahlgeber nachgeschalteten Wechselrichtersteuerung (24) mit - einem ersten Funktionsgeber zum Erzeugen einer binären Sollspannung mit einer dem Drehzahl sollwert entsprechenden Frequenz und einer frequenzunabhängigen Kurvenform, - einem zweiten FuSktionsgeber (51) zum Erzeugen einer hochfrequenten Tastspannung, - einer Modulationsstufe (52, 53), die durch Vergleich der Tastspannung mit einer vom Drehzahl sollwert abhängigen Amplitudensteuerspannung pulsbreitenmodulierte Impulse erzeugt, und - einer Logikschaltung, die aus der binären Sollspannung und den pulsbreitenmodulierten Impulsen pulsbreitenmodulierte Steuerspannungen für die Umschaltung eines Wechselrichterschalters liefert, wobei - Mittel vorgesehen sind, um für die Umschaltung der anderen Wechselrichterschalter phasenverschobene pulsbreitenmodulierte Steuerspannungen zu bilden.6. Drive device for a circulation pump for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, g e k e n n n z e i c h n e t by a) an asynchronous machine (10) and a converter connected to an AC voltage network (13) with a Voltage intermediate circuit (21) and a pulse inverter (20) for feeding the asynchronous machine, the inverter switches of which consist of power transistors (31, 32); b) a speed sensor (23) for generating a speed isolation value as a function of the heating power; c) an inverter control connected downstream of the speed sensor (24) with - a first function generator for generating a binary target voltage with a frequency corresponding to the speed setpoint and a frequency-independent one Curve shape, - a second FuSktionsgeber (51) for generating a high-frequency Touch voltage, - a modulation stage (52, 53), which is determined by comparing the touch voltage pulse-width-modulated with an amplitude control voltage that is dependent on the speed setpoint Pulses generated, and - a logic circuit, which consists of the binary nominal voltage and the pulse width modulated pulses pulse width modulated control voltages for the Switching of an inverter switch supplies, whereby - means are provided, phase-shifted pulse-width modulated for switching the other inverter switches To form control voltages. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Funktionsgeber (50) aus einem vom Drehzahlsollwert gespeist sten binären Oszillator (55) zur Bildung von Zählimpulsen für einen nachgeschalteten Zähler (56) und einem vom Zählerstand adressierten Festwertspeicher (57) besteht, wobei im Festwertspeicher für jeden Wechselrichterschalter eine eigene binäre Sollspannung gespeichert ist und bei jeder Ansteuerung durch den Zählerstand der entsprechende Wert aller Sollspannungen ausgelesen wird, daß der zweite Funktionsgenerator ein hochfrequenter Dreieckgenerator mit vorgegebener konstanter Frequenz ist, daß die odulationsstufe aus einem Kennliniengeber (52), der zu dem eingegebenen Drehzahlsollwert eine Amplitude densteuerspannung erzeugt, und einem von der Amplitudensteuerspannung als Schwellwert und von der Dreieckspannung beaufschlagten Schwellwertdetektor besteht, und daß die Logikschaltung (54) für jede Sollspannung zur Bildung der pulsbreitenmodulierten Steuerspannung der betreffenden Wechselrichterschalter ein EXKLUSIV-ODER-Gatter enthält, dem die Sollspannung und die am Schwellwertdetektor abgegriffenen pulsbreitenmodulierten Impulse zugeführt sind.7. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c It should be noted that the first function generator (50) is fed from a speed setpoint Most binary oscillator (55) to generate counting pulses for a downstream Counter (56) and a read-only memory (57) addressed by the counter reading, with a separate binary setpoint voltage in the read-only memory for each inverter switch is stored and with each activation by the counter reading the corresponding The value of all nominal voltages is read out, that the second function generator a high-frequency triangle generator with a given constant frequency is that the modulation stage from a characteristic generator (52) that corresponds to the input speed setpoint an amplitude control voltage generated, and one of the amplitude control voltage exists as a threshold value and a threshold value detector acted upon by the triangular voltage, and that the logic circuit (54) for each nominal voltage to form the pulse-width-modulated Control voltage of the inverter switch concerned is an EXCLUSIVE-OR gate which contains the setpoint voltage and the pulse-width-modulated voltage tapped at the threshold value detector Pulses are supplied.
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