DE3642727A1 - Unterwasser-motorpumpe - Google Patents
Unterwasser-motorpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Motorpumpe, bestehend
aus einem Elektromotor, der die mit ihm gekuppelte Pumpe an
treibt, deren Drehzahl und/oder Drehmoment mit einem stati
schen Frequenzumrichter veränderbar ist.
Unterwasser-Motorpumpen, auch Tauchpumpen genannt, sind
in der Regel vielstufige Kreiselpumpenaggregate. Sie werden
vorzugsweise zum Fördern von Wasser aus größeren Tiefen bzw.
Brunnen eingesetzt.
Da die Kosten zur Herstellung von Brunnen stark mit dem
Durchmesser der hierfür erforderlichen Bohrung ansteigen,
ist man bestrebt, den Wasserbedarf aus Brunnen mit möglichst
kleinen Durchmessern zu decken. Der Brunnendurchmesser be
stimmt wiederum den Außendurchmesser D der Kreiselräder.
Nun gelten für alle Kreiselpumpen die nachfolgend erwähnten
und allgemein bekannten Modellgesetze, in denen das Formel
zeichen n für die Drehzahl steht:
FörderstromQ∼n · D ³
FörderhöheH∼n² · D ²
LeistungP∼n³ · D ⁵
Die genannten Beziehungen zeigen nicht nur den großen Ein
fluß der Drehzahl n auf die hydraulischen Leistungsdaten
einer Kreiselpumpe. Sie zeigen nämlich auch, daß die Förder
höhe H einer Pumpenstufe begrenzt ist, wenn die Drehzahl n
und der Bohrungsdurchmesser sowie damit der Durchmesser D
festgelegt sind.
Die Förderhöhe einer Pumpenstufe ist relativ niedrig. Sie
liegt zum Beispiel bei 4′′-Aggregaten mit Drehzahlen von
2900 l/min zwischen 4 und 6 m. Hieraus folgt, daß Pumpen
normalerweise der geforderten Förderhöhe wegen vielstufig
gebaut werden müssen. Man findet deshalb in der Praxis
Pumpenaggregate mit 100 und mehr Stufen, so daß diese dann
eine Baulänge von etwa 7m und mehr haben werden.
Wenn man die Drehzahl des Pumpenaggregates zum Beispiel auf
den doppelten Wert steigert, kommt man bei gleicher Förder
höhe mit einem Viertel der sonst benötigten Stufenzahl aus.
Die Drehzahl ist bei den hier üblicherweise eingesetzten
Asynchronmotoren wirtschaftlich aber nur durch eine Fre
quenzänderung zu beeinflussen, d.h., zur Verminderung der
Stufenzahl müssen die Aggregate über Frequenzumrichter an
getrieben werden.
Ein weiterer Vorteil durch Anwendung von Frequenzumrichtern
ist auch der, daß die Drehzahl frei gewählt werden kann
und daß mit dem Pumpenaggregat verschiedene Drosselkurven
gefahren werden können, womit die Zahl der sonst erforder
lichen Pumpentypen reduziert werden kann. Schließlich läßt
sich in Verbindung mit einer Drehzahlregelung die Pumpen
leistung im wesentlichen verlustlos auf eine zeitlich ver
änderliche Anlagenleistung einstellen, was zu beachtlichen
Einsparungen an elektrische Antriebsenergie führen wird.
Die heute üblichen und extern angeordneten statischen
Frequenzumrichter sind kastenförmige Geräte, die im Leistungs
bereich bis zu etwa 100kW ihre Verlustwärme meist durch
freie Konvektion an die Umgebung abführen können. Aufgrund
des schlechten Wärmeüberganges müssen die Oberflächen des
Gerätes groß gehalten werden, so daß die Geräte auch ent
sprechend groß ausfallen, wenn man bedenkt, daß in einem
Leistungsbereich bis zu 10 kW der durchschnittliche Raumbe
darf eines Frequenzumrichters schon zwischen 0,005 und 0,01
m3/kW liegt.
Die Größe des Frequenzumrichters erlaubt es bisher nicht,
diesen mit dem Pumpenaggregat zu verbinden. Bei der somit
erforderlichen separaten Aufstellung treten durch relativ
lange Leitungsverbindungen zwischen dem Frequenzumrichter
und dem Pumpenaggregat Störungen durch fremde elektromag
netische Felder auf, was in Zukunft durch gesetzliche Re
gelungen zu einem größeren Aufwand hinsichtlich der Ab
schirmung führen wird. Ferner wird auch die Mobilität einer
Pumpenanlage durch den großbauenden Frequenzumrichter ein
geschränkt. Schließlich sind die Kosten des Frequenzum
richters zu bedenken, die im niedrigen Leistungsbereich
den Preis des Pumpenaggregates meist übersteigen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem
Frequenzumrichter gesteuerte bzw. geregelte Unterwasser-
Motorpumpe vorzuschlagen, die unter Vermeidung der vorher
aufgezeigten Nachteile bei kleiner Bauweise billig herstell
bar und universell einsetzbar ist und die aufgrund einer
besonderen Art und Anordnung des Frequenzumrichters keine
Probleme hinsichtlich der erforderlichen elektrischen Schir
mung und der Abfuhr der Verlustwärme mit sich bringen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß und ausgehend von der
eingangs erwähnten Unterwasser-Motorpumpe dadurch gelöst,
daß der durch Anwendung hochintegrierter Schaltkreise
miniaturisierte Frequenzumrichter in einer wasserdichten
und druckfesten Kapsel angeordnet und mit dem Aggregat me
chanisch zu einer baulichen Einheit verbunden ist, derart,
daß das geförderte oder zu fördernde Wasser eine Wärmesenke
für die abzuführende Verlustwärme des Frequenzumrichters
bildet.
Die Temperaturdifferenz zwischen der als Wärmequelle wirken
den Elektronik des Frequenzumrichters und der als Wärmesenke
dienenden Umgebung einerseits und der Wärmewiderstand auf
dem Weg von der Wärmequelle zur Wärmesenke andererseits be
stimmen das Bauvolumen des Frequenzumrichters. Durch seine
Anordnung im Wasser und an Orten, an denen mit einer Zwangs
konvektion zu rechnen ist, vergrößert sich die Wärmeüber
gangszahl um mehr als zwei Zehnerpotenzen. Das Bauvolumen
des Frequenzumrichters läßt sich damit auf einen Bruchteil
eines bisher üblichen und extern aufgestellten Frequenzum
richters reduzieren. Eine weitergehende Miniaturisierung
des Frequenzumrichters läßt sich, wie praktische Versuche
inzwischen gezeigt haben, auch noch erreichen, wenn hoch
integrierte Schaltkreise und feldgesteuerte Transistoren
für den Ausgangskreis verwendet werden. Auf diese Weise
lassen sich dann bei ausreichender Abfuhr der Verlustwärme
Frequenzumrichter bauen und für den hier vorgesehenen Zweck
einsetzen, deren Größe je nach Leistung teilweise nur noch
die Größe einer Streichholzschachtel haben werden. Hierdurch
ergibt sich dann die Möglichkeit, den Frequenzumrichter an
dem oder in das Aggregat einzubauen, und zwar in der Weise,
daß er wegen des umgebenden Fluids in einer wasserdichten
und druckfesten Kapsel untergebracht wird.
Die Kapsel mit dem Frequenzumrichter kann z.B. als Modul
außen am Aggregat angebracht sein. Als ausgezeichnete Orte
bieten sich die Enden des Pumpenaggregates oder seiner Teile
an, also Frequenzumrichter als Verlängerung des Motors oder
der Pumpe.
Andererseits kann die Kapsel in einem wassergefüllten Raum
des Motors montiert werden, in dem durch die Drehbewegung
des Rotors eine turbulente Strömung des Wassers erzeugt
wird, die besonders hohe Wärmeübergangszahlen gerantiert.
Durch ein Vorprogrammieren des Drehmomentes oder der Dreh
zahl der Pumpe, was durch eine variable Beschaltung des
Frequenzumrichters erreicht werden kann, lassen sich mit
einem einzelnen Aggregat auf Affinitätsparabeln verschobene
Drosselkurven einstellen. Damit kann ein Aggregat eine
größere Anzahl von Pumpen mit festen Drehzahlen ersetzen.
Ein weiterer Vorteil für den Hersteller oder den Anwender
solcher Unterwasser-Motorpumpen ergibt sich dann, wenn das
Ausgangssignal des Frequenzumrichters mittelbar durch von
außen über die Kapselwand mechanisch oder elektromagnetisch
betätigbare Schaltelemente verändert werden kann. Damit kann
dann das Pumpenaggregat verlustlos an die jeweils geforder
te Leistung angepaßt werden. Wenn dabei die vorgesehene
Arbeitstemperatur der Motorwicklung zur Begrenzung der Mo
torleistung beispielsweise durch Feststellung dieser Tem
peratur über einen Sensor ausgewertet wird, kann man auf
den sonst üblichen Motorschutzschalter verzichten, was als
weiterer Vorteil hinsichtlich der Baukosten und Funktions
sicherheit zu werten ist.
Da die Elektronik des Frequenzumrichters ebenfalls vorge
gebene Temperaturgrenzen hat, sollte seine Kapsel wenigstens
teilweise mit einer Füllung aus gut wärmeleitendem Material
versehen werden, die als Wärmeleiter für die zur Kapsel
oberfläche hin zuführende Verlustwärme dient, so daß hohe
Leistungen bei kleinem Bauvolumen möglich sind.
Bei tief im Wasser hängenden Pumpenaggregaten kann verständ
licherweise der Außendruck auf die Kapsel beachtliche Werte
erreichen. Wenn die Kapsel mit einem Feststoff ausgefüllt
wird, insbesondere und auf einfache Weise mit einem schütt
fähigen, druckstabilen und elektrisch isolierten Feststoff
in Form eines Granulates, dann wird die Füllung die Kapsel
durch Aufnahme der Druckkräfte in ihrer Form stabilisieren.
Auf diese Weise wird es möglich, die Wandstärke der Kapsel
und damit ihren Wärmewiderstand zu reduzieren. Ungeachtet
dessen kann die Füllung natürlich auch aus einer elektrisch
nichtleitenden Flüssigkeit oder einem Gemisch aus einer
Flüssigkeit und einem Feststoff bestehen, die Isolierstoffe
sein sollten, sofern sie in direkten Kontakt mit den elek
tronischen Bauteilen und deren Verbindungen des Frequenz
umrichters gelangen können.
Eine beachtliche Leistungssteigerung des Frequenzumrichters
bei kleinem Bauvolumen ist auch möglich, wenn die Kapsel
mit entsprechender Füllung als Heat-Pipe-System arbeitet.
Hierbei handelt es sich im Prinzip um einen Wärmeaustauscher
mit einem Hohlkörper, dessen Inhalt teilweise mit einer
Flüssigkeit, gegebenenfalls zusätzlich auch noch mit einem
Feststoff, ausgefüllt ist. Wenn die als Wärmequelle wirken
de Elektronik durch entsprechende konstruktive Gestaltung
in der Flüssigkeit liegt, dann verdampft die Flüssigkeit
am Entstehungsort der Verlustwärme. Der Dampf kondensiert
an den verhältnismäßig kälteren Oberflächen der Kapsel,
gibt dabei als Wärmeträger die Wärmeenergie an die Kapsel
wände ab und fließt schließlich als Kondensat zur Wärme
quelle zurück. Auf diese Weise wird die gesamte Kapsel
oberfläche als Wärmeaustauschfläche mit genutzt. Die Wärme
übergangszahlen bei Verdampfung und Kondensation sind so
hoch, daß nun bei gleicher Temperaturdifferenz um Zehner
potenzen höhere Wärmeleistungen als bei einer Wärmeleitung
durch Feststoffe zu transportieren sind. Weiterhin ist zu
erwähnen, daß die Heat-Pipe einen Diodeneffekt aufweist,
d.h., daß die Wärme nur an den mit Flüssigkeit benetzten
Wänden der Kapsel übertragen werden kann, was hinsichtlich
der Konstruktion gewisse vorteilhafte Voraussetzungen mit
sich bringt.
Im übrigen liegt ein Vorteil bei der Fertigung des Pumpen
aggregates darin, daß der Frequenzumrichter als montage
fertiges Modul hergestellt werden kann und einfach über
Steckverbindungen mit der externen Energiequelle, den Stator
wicklungen und etwaigen Sensoren verbunden werden kann.
Schließlich kann es auch von Vorteil sein, wenn der Frequenz
umrichter in zwei gesonderten Baueinheiten hergestellt und
örtlich getrennt angeordnet wird. In der Kapsel werden sich
dann die Eingangs- und Ausgangskreise des Frequenzumrichters
befinden. Bei einem spannungsgespeicherten Betrieb des Fre
quenzumrichters wird dann der Kondensator extern und geson
dert montiert werden. Entsprechendes gilt für die Induktivi
tät bei einem Frequenzumrichter, der mit Stromspeicherbe
trieb arbeitet. Wenn im übrigen eine kombinierte Betriebs
weise angewendet wird, können sowohl der Kondensator als
auch die Induktivität getrennt außerhalb der Kapsel im
Motor oder in der Pumpe angeordnet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in der anlie
genden Zeichnung schematisch und vereinfacht dargestellter
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 Die Seitenansicht einer Unterwasser-Motorpumpe mit
verschiedenen Möglichkeiten für die Anbringung des
Frequenzumrichters,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Unterwasser-Motor
und
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt
durch einen Unterwasser-Motor, jedoch mit
anderer Anordnung und Ausbildung des Frequenzum
richters.
Die Unterwasser-Motorpumpe nach Fig. 1 ist an sich bekannt
und besteht aus dem Elektromotor 1 und der mit ihm fest ge
kuppelten Kreiselpumpe 2, die hier aus mehreren Pumpenstu
fen 3 besteht. Zu jeder Pumpenstufe gehört bekanntlich ein
Laufrad sowie ein Leitapparat, die von der Pumpenkammer
umschlossen sind. Die Pumpenstufen 3 sind im allgemeinen
scheibenförmige Bauelemente, die übereinander angeordnet
und gegeneinander verspannt werden.
Das zu fördernde Wasser wird durch einen Einlaufteil 4 in
die Pumpe 2 gesaugt, es durchläuft dann die in Serie ge
schalteten Pumpenstufen 3 und verläßt die letzte Pumpen
stufe mit entsprechend hohem Druck durch das Rohr 5.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist der Frequenzumrichter
6, der zur Verdeutlichung und im Unterschied zu den Pumpen
stufen 3 mit einer Kreuzschraffur versehen ist, zwischen
dem Einlaufteil 4 und der Pumpe 2 angeordnet. Der Frequenz
umrichter wird über die Leitung 7 an die Energiequelle -
das kann die übliche Netzspannung oder ein Sonnenkollektor
aggregat sein - angeschlossen. Die abgeschirmte Leitung 8
verbindet den Ausgangsteil des Frequenzumrichters 6 elek
trisch mit den hier nicht dargestellten Statorwicklungen
des Motors 1. Abweichend von der Darstellung können übri
gens die Leitungen 7 und 8 intern durch das Aggregat ge
führt sein, so daß sie nicht zu einer Vergrößerung des
Außendurchmessers führen werden.
Ein weiterer und besonders geeigneter Ort zur Montage des
Frequenzumrichters ist auch das Oberende der Pumpe 2. In
diesem Fall wird das Rohr 5 dann durch den gestrichelt an
gedeuteten Frquenzumrichter 6 a geschoben. Weitere Möglich
keiten zur Anbringung des Frequenzumrichters sind gemäß
Fig. 1 die stirnseitigen Enden des Motors 1. Also kann
der Frequenzumrichter 6 b am oberen Ende oder der Frequenz
umrichter 6 c am unteren Ende des Motors 1 angeordnet werden.
Von besonderer Bedeutung bei allen vorerwähnten Fällen der
Anbringung des Frequenzumrichters ist es, daß dieser hin
sichtlich seiner äußeren Abmessungen an die entsprechenden
Abmessungen des Motors 1 bzw. der Pumpe 2 angepaßt sein
sollte.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Längsschnitte
durch den Unterwasser-Motor 1 zeigen Asynchronmotoren
von üblicher Bauart, so daß hier nur kurz auf die wesent
lichen Bauteile eines solchen Motors eingegangen werden
soll. Es handelt sich hier um Naßläufer-Motoren mit einer
Motorwelle 9, auf der das Blechpaket 10 des Rotors befestigt
ist. Der mit Wasser gefüllte Rotorraum 11 ist über ein Spalt
rohr 12 vom trockenen Statorraum 13 getrennt, der die Wick
lungen 14 und das Statorblechpaket 15 aufnimmt.
Der in Anpassung an die Pumpenstufen 3 (Fig. 1) ebenfalls
zylindrische Motormantel 16 ist den Fig. 2 und 3 ent
sprechend nach unten verlängert und bildet dort einen eben
falls mit Wasser gefüllten Raum 17, der beispielsweise
mit dem Rotorraum 11 über geeignete Verbindungen kommu
nizieren kann und in dem der Frequenzumrichter 6 unter
gebracht ist.
Das von Wasser umgebene Gehäuse des Frequenzumrichters 6
ist als wasserdichte und druckfeste Kapsel 18 ausgebildet
und schließt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 alle
Bauteile dieses Frequenzumrichters ein, also die den Ein
gangs- und Ausgangskreis bildende Elektronik 19 sowie den
Kondensator 20, der in diesem Fall als Zwischenkreis für ei
nen spannungsgespeichert arbeitenden Frequenzumrichter dient.
An der Innenwand der Kapsel 18 befinden sich Schaltelemente
21, die unter anderem mit der Elektronik 19 in Verbindung
stehen und mittelbar von außen durch die Kapselwand mecha
nisch oder elektromagnetisch betätigt werden können, um
die Drehzahloder das Drehmoment des Motors vorprogrammieren
zu können. Hierdurch besteht also die Möglichkeit, beispiels
weise durch mechanische Verformung der Kapsel 18 entsprechen
de Schaltelemente von außen zu betätigen. Eine andere Mög
lichkeit ist darin zu sehen, daß die Schaltelemente von
außen etwa mit einem Elektromagneten verstellt werden, bevor
die Kapsel mit dem Frequenzumrichter in ihre Einbaulage ge
bracht wird.
Wie schon eingangs erwähnt wurde, sollte die Kapsel des
Frequenzumrichters wenigstens teilweise mit einer Füllung
als Wärmeleiter versehen werden. Wenn die Kapsel vollstän
dig mit einer Flüssigkeit und/oder einem Feststoff gefüllt
wird, kann hierdurch eine Stabilisierung der Kapsel bei
entsprechend hohen Drücken erreicht werden. Im übrigen
kann die Füllung eingebracht werden, nachdem die Elektronik
19 in die Kapsel eingebracht ist, wobei ein Feststoff als
Füllung schüttfähig sein sollte, um diesen leichter ein
bringen zu können. In den Fig. 2 und 3 ist dieser Fest
stoff 22 vereinfacht durch Kreise angedeutet worden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Elektronik 19
des Frequenzumrichters 6 über externe Leitungen 23 mit Steck
kontakten 24 mit ortsfesten Kontakten 25 verbunden, die zum
Anschluß des Frequenzumrichters an die Energiequelle, an
die Motorwicklungen und etwaige Sensoren dienen. Wenn man
die flexiblen Leitungen 23 vermeiden will, besteht natür
lich auch die Möglichkeit, außen an der Kapsel 18 des Fre
quenzumrichters feste Kontakte anzubringen, so daß der Fre
quenzumrichter nach Art eines Einschubes mit entsprechenden
Gegenkontakten verbunden werden kann.
Der in Fig. 3 gezeigte Unterwasser-Motor 1 ist im Prinzip
genau so aufgebaut wie der in Fig. 2 gezeigte, so daß zu
dessen Beschreibung nur auf die vorstehende Beschreibung
des Motors nach Fig. 2 Bezug genommen werden soll.
Im Unterschied hierzu ist aber der Frequenzumrichter 6 ge
mäß Fig. 3 nicht mit allen seinen Bauteilen in der Kapsel
18 angeordnet. Weiterhin handelt es sich bei diesem Fre
quenzumrichter um einen solchen, der stromgespeichert mit
einer Induktivität 26 als Zwischenkreis arbeitet, die in
diesem Fall im Statorraum 13 in Form einer Ringspule ange
ordnet ist, während sich der Eingangskreis und der Ausgangs
kreis in der Kapsel 18 befinden. Der Vorteil einer solchen
Lösung ist darin zu sehen, daß der Frequenzumrichter 6
weiter in seiner Baugröße reduziert werden kann und daß
gegebenenfalls die von der Ringspule 26 eingeschlossenen
Metallteile den erforderlichen Eisenkern der Spule bilden
können.
In entsprechender Weise ist es natürlich auch möglich, den
in der Fig. 2 gezeigten Kondensator des Frequenzumrichters
außerhalb der Kapsel 18 anzuordnen. Gleiches gilt im Hin
blick auf Sensoren, die den Betrieb des Frequenzumrichters
steuern. Wenn diese Sensoren beispielsweise auf die Tempe
ratur der Elektronik des Frequenzumrichters ansprechen
sollen, werden sie verständlicherweise innerhalb der Kapsel
18 angeordnet. Falls allerdings die Sensoren auf externe
Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Temperatur der
Motorwicklungen, ansprechen sollen, werden die Sensoren
entsprechend extern angeordnet.
Wenn der Eingangskreis des Frequenzumrichters nicht aus dem
üblichen, an das elektrische Versorgungsnetz angeschlosse
nen Gleichrichterkreis besteht, sondern beispielsweise aus
einem Gleichspannung erzeugenden Sonnenkollektorsystem,
wird dieses natürlich extern bzw. außerhalb der Kapsel an
geordnet und über ein geschirmtes Kabel mit dem Zwischen
kreis des Frequenzumrichters verbunden. Im übrigen sind
alle wesentlichen und von Störstrahlung beeinflußbaren Teile
des Frequenzumrichters auch schon dadurch ausreichend ab
geschirmt, wenn die Kapsel aus Metall besteht und weiter
hin das metallische Gehäuse des Motor und/oder der Pumpe
für eine einwandfreie Schirmung sorgt.
Weiterhin wird noch darauf hingewiesen, daß eine aus
Feststoffen bestehende Füllung der Kapsel nicht unbedingt
schüttfähig sein muß. Es kommen also auch starre Gebilde
als Füllung der Kapsel in Betracht, wobei diese offen
zellig sein müssen, sofern gleichzeitig ein weiterer Teil
der Füllung aus einer Flüssigkeit besteht. Außerdem muß
es sich bei den Füllmaterialien nicht unbedingt um elek
trische Isolierstoffe handeln, wenn dafür gesorgt wird,
daß die elektronischen Bauteile des Frequenzumrichters und
deren elektrische Verbindungen mit einer Isolierschicht
abgedeckt werden.
Die vom Ausgangskreis des Frequenzumrichters gelieferte
Betriebsgröße kann auch durch interne oder externe Signale
gesteuert werden. Zu diesem Zweck werden dem Frequenzum
richter interne Sensoren, wie beispielsweise auf Strom,
Spannung oder Temperatur ansprechende Sensoren, oder ex
terne Sensoren und Stellglieder zugeordnet, die an die
Steuerung des Frequenzumrichters angeschlossen werden.
Solche externen Sensoren können beispielsweise auf Druck,
Volumenstrom und Temperatur der Pumpe ansprechen. Externe
Stellglieder können beispielsweise Zeitglieder sein, mit
denen bestimmte Betriebsweisen des Frequenzumrichters
für vorgegebene Zeiträume ein- oder abgestellt werden
können.
Abschließend wird noch bemerkt, daß unter dem Begriff
"Frequenzumformer" nicht nur solche mit einem Eingangs-,
Zwischen- und Ausgangskreiskreis zu verstehen sind, son
dern auch sogenannte Direktumformer, die bekanntlich
ohne Zwischenkreis arbeiten.
Claims (14)
1. Unterwasser-Motorpumpe, bestehend aus einem Elektromo
tor, der die mit ihm gekuppelte Pumpe antreibt, deren
Drehzahl und/oder Drehmoment mit einem statischen Frequenz
umrichter veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der durch Anwendung hochintegrierter Schaltkreise miniatu
risierte Frequenzumrichter (6) in einer wasserdichten
und druckfesten Kapsel (18) angeordnet und mit dem Aggre
gat (1, 2) mechanisch zu einer baulichen Einheit verbun
den ist, derart, daß das geförderte oder zu fördernde
Wasser eine Wärmesenke für die abzuführende Verlustwär
me des Frequenzumrichters bildet.
2. Unterwasser-Motorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kapsel (18) mit dem Frequenzumrichter
(6) als Modul außen am Aggregat (1, 2) oder innerhalb
eines Raumes (17) im Aggregat angeordnet ist.
3. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 und
2, bei welcher der Elektromotor als Naßläufermotor aus
gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel
(18) mit dem Frequenzumrichter (6) in einem wasserge
füllten Raum (17) des Motors (1) angeordnet ist.
4. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl oder das Dreh
moment des Motors (1) vorprogrammierbar ist.
5. Unterwasser-Motorpumpe nach Anspruch 4, bei welcher das
Ausgangssignal des Frequenzumrichters bei Betätigung von
Schaltelementen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltelemente (21) mittelbar von außen durch
die Kapselwand mechanisch oder elektromagnetisch betätig
bar sind.
6. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehene Arbeitstem
peratur der Motorwicklungen (14) die höchstzulässige
Leistung des Motors (1) bestimmt.
7. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (18) des Frequenz
umrichters (6) wenigstens teilweise mit einer Füllung
(22) als Wärmeleiter für die zur Kapseloberfläche hin
zu führende Verlustwärme versehen ist.
8. Unterwasser-Motorpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllung (22) die Kapsel (18) in ihrer
Form stabilisiert.
9. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet daß die Füllung (22) aus einem
schüttfähigen Feststoff besteht.
10. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus einer Flüs
sigkeit besteht.
11. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus einem schütt
fähigen Feststoff (22) und aus einer Flüssigkeit besteht,
die einen Teil der Räume zwischen den Feststoffpartikeln
zur Bildung eines Heat-Pipe-Systems ausfüllt, derart,
daß die Flüssigkeit am Entstehungsbereich der Verlust
wärme verdampft und der Dampf unter Abgabe von Kondensa
tionswärme an der Kapselinnenfläche kondensiert.
12. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß außen an der Kapsel (18) des
Frequenzumrichters (6) Kontakte (24) vorgesehen sind,
mit denen eine Steckverbindung zu ortsfesten Kontakten
(25) zum Anschluß des Frequenzumrichters an die Energie
quelle und an die Enden der Motorwicklungen (14) her
stellbar ist.
13. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kreise des Frequenzum
richters (6) einzeln oder in Gruppen räumlich vonein
ander getrennt angeordnet sind.
14. Unterwasser-Motorpumpe nach einem der Ansprüche
1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Aus
gangskreis des Frequenzumrichters (6) gelieferte
Betriebsgröße durch interne oder externe Signale
gesteuert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863642727 DE3642727A1 (de) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | Unterwasser-motorpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19863642727 DE3642727A1 (de) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | Unterwasser-motorpumpe |
Publications (2)
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---|---|
DE3642727A1 true DE3642727A1 (de) | 1988-06-23 |
DE3642727C2 DE3642727C2 (de) | 1992-11-19 |
Family
ID=6316184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863642727 Granted DE3642727A1 (de) | 1986-12-13 | 1986-12-13 | Unterwasser-motorpumpe |
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