EP4244487B1 - Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter - Google Patents

Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter

Info

Publication number
EP4244487B1
EP4244487B1 EP21840285.7A EP21840285A EP4244487B1 EP 4244487 B1 EP4244487 B1 EP 4244487B1 EP 21840285 A EP21840285 A EP 21840285A EP 4244487 B1 EP4244487 B1 EP 4244487B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surge
motor
current
compressor
vfd
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.)
Active
Application number
EP21840285.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4244487A2 (de
Inventor
Michael M. Perevozchikov
Matthew J. Swallow
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.)
Copeland LP
Original Assignee
Copeland 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
Priority claimed from US17/247,725 external-priority patent/US11994140B2/en
Priority claimed from US17/247,724 external-priority patent/US11428233B2/en
Application filed by Copeland LP filed Critical Copeland LP
Priority to EP23179640.0A priority Critical patent/EP4249753A3/de
Publication of EP4244487A2 publication Critical patent/EP4244487A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4244487B1 publication Critical patent/EP4244487B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • 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
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • 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
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • 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
    • F04D27/0261—Surge control by varying driving speed
    • 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
    • F04D27/0292—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • 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
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • 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
    • F05D2270/335—Output power or torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Claims (8)

  1. System (400), umfassend:
    einen dynamischen Kompressor (100, 404), umfassend:
    einen Motor (108, 406) mit einer Antriebswelle (104), die drehbar innerhalb des dynamischen Kompressors (100) gelagert ist; und
    einen Kompressionsmechanismus (106, 116, 407), der mit der Antriebswelle (104) verbunden ist und betreibbar ist, um ein Arbeitsfluid bei Drehung der Antriebswelle (104) zu komprimieren;
    einen Frequenzumrichter (VFD) (416), der einen Sensor (408) aufweist, der ausgelegt ist, um einen Strom (901) zu erfassen, der dem Motor (406) zugeführt wird;
    einen Drehzahlsensor (417), der ausgelegt ist, um eine Drehzahl des Motors zu erfassen; und
    eine Steuerung (410), die mit dem Motor (108, 406) verbunden ist, wobei die Steuerung (410) einen Prozessor (411) und einen Speicher (412) umfasst, wobei der Speicher (412) Anweisungen speichert, die den Prozessor (411) programmieren zum:
    Betreiben des Motors (108, 406) unter Verwendung des VFD (416), um das Arbeitsfluid zu komprimieren;
    Empfangen von Signalen, die den Strom (901) von dem VFD (416) zu dem Motor (406) darstellen; und
    Bestimmen, wann ein Stoßereignis aufgetreten ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen Signalen, die den Strom (901) von dem VFD (416) zu dem Motor (406) darstellen, durch Bestimmen einer Differenz zwischen einem vorherigen Strom und einem aktuellen Strom basierend auf den empfangenen Signalen, die darstellen, dass der Strom (901) von dem VFD (416) zu dem Motor (406) einen Stoßschwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßschwellenwert ein variabler Schwellenwert ist und die Anweisungen den Prozessor (411) programmieren, den Stoßschwellenwert zumindest teilweise basierend auf der erfassten Drehzahl des Motors (406) zu bestimmen, wenn das Signal, das den aktuellen Strom darstellt, empfangen wird.
  2. System (400) nach Anspruch 1, wobei der Speicher (412) ferner Anweisungen speichert, die den Prozessor (411) programmieren, den vorherigen Strom durch Mitteln mehrerer der Signale zu bestimmen, die den Strom (901) von dem VFD (416) zu dem Motor (406) darstellen, die von dem Prozessor (411) empfangen werden, bevor ein Signal von dem VFD (416) empfangen wird, das den aktuellen Strom von dem VFD (416) zu dem Motor (406) darstellt.
  3. System (400) nach Anspruch 1, wobei der Speicher (412) ferner Anweisungen speichert, die den Prozessor (411) programmieren, eine Größe des Stoßes basierend auf der Differenz zwischen dem vorherigen Strom und dem aktuellen Strom zu bestimmen.
  4. System (400) nach Anspruch 3, wobei der Speicher (412) ferner Anweisungen speichert, die den Prozessor (411) programmieren, eine Angabe über das Auftreten des Stoßereignisses und die bestimmte Größe des Stoßes in dem Speicher (412) zu speichern.
  5. System (400) nach Anspruch 1, wobei der dynamische Kompressor (100, 404) ein Zentrifugalkompressor (100) ist und der Verdichtungsmechanismus ein Flügelrad (106, 116) ist.
  6. System (400) nach Anspruch 5, wobei das System ein HLKK-System ist und das Arbeitsfluid ein Kühlmittel ist.
  7. Verfahren (1200) zum Erfassen eines Auftretens eines Stoßereignisses in einem dynamischen Kompressor (100, 404) mit einem Motor (108, 406) und einem Kompressionsmechanismus (106, 116, 407), der mit dem Motor (108, 406) verbunden ist und betreibbar ist, um ein Arbeitsfluid bei Betrieb des Motors (108, 406) zu komprimieren, wobei das Verfahren (1200) umfasst:
    Betreiben (1201) des Motors (108, 406), um das Arbeitsfluid zu komprimieren;
    Empfangen (1202) von Signalen, die den Strom (901) darstellen, der dem Motor (108, 406) zugeführt wird, um den Motor (108, 406) zu betreiben; und
    Bestimmen (1203), wann ein Stoßereignis aufgetreten ist, basierend einzig auf den empfangenen Signalen, die den Strom (901) darstellen, der dem Motor (108, 406) zugeführt wird, und auf einem Stoßschwellenwert, durch:
    Bestimmen einer Differenz zwischen einem vorherigen Strom und einem aktuellen Strom basierend auf den empfangenen Signalen, die den Strom (901) darstellen, der dem Motor (108, 406) zugeführt wird; und
    Bestimmen, dass ein Stoßereignis aufgetreten ist, wenn die Differenz den Stoßschwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßschwellenwert ein variabler Schwellenwert ist, und das Bestimmen (1203), wann ein Stoßereignis aufgetreten ist, ein Bestimmen des Stoßschwellenwerts zumindest teilweise basierend auf einer erfassten Drehzahl des Motors (108, 406), wenn das Signal, das den aktuellen Strom darstellt, empfangen wird, umfasst.
  8. Verfahren (1200) nach Anspruch 7, wobei das Bestimmen des vorherigen Stroms ein Mitteln mehrerer der Signale, die den Strom (901) darstellen, der dem Motor (108, 406) zugeführt wird, die vor dem Empfangen eines Signals empfangen werden, das den aktuellen Strom darstellt, der dem Motor (108, 406) zugeführt wird, umfasst.
EP21840285.7A 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter Active EP4244487B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23179640.0A EP4249753A3 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/247,725 US11994140B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Surge control systems and methods for dynamic compressors
US17/247,724 US11428233B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Surge control systems and methods for dynamic compressors
PCT/US2021/062800 WO2022140079A2 (en) 2020-12-21 2021-12-10 Surge control systems and methods for dynamic compressors

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23179640.0A Division-Into EP4249753A3 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter
EP23179640.0A Division EP4249753A3 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4244487A2 EP4244487A2 (de) 2023-09-20
EP4244487B1 true EP4244487B1 (de) 2026-05-06

Family

ID=79287973

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21840285.7A Active EP4244487B1 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter
EP23179640.0A Pending EP4249753A3 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23179640.0A Pending EP4249753A3 (de) 2020-12-21 2021-12-10 Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP4244487B1 (de)
JP (2) JP2024502241A (de)
KR (1) KR20230119662A (de)
WO (1) WO2022140079A2 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594051A (en) * 1984-05-14 1986-06-10 Dresser Industries, Inc. System, apparatus, and method for detecting and controlling surge in a turbo compressor
US4608833A (en) * 1984-12-24 1986-09-02 Borg-Warner Corporation Self-optimizing, capacity control system for inverter-driven centrifugal compressor based water chillers
US4581900A (en) * 1984-12-24 1986-04-15 Borg-Warner Corporation Method and apparatus for detecting surge in centrifugal compressors driven by electric motors
US5746062A (en) * 1996-04-11 1998-05-05 York International Corporation Methods and apparatuses for detecting surge in centrifugal compressors
US5971712A (en) * 1996-05-22 1999-10-26 Ingersoll-Rand Company Method for detecting the occurrence of surge in a centrifugal compressor
JPH1162887A (ja) * 1997-08-08 1999-03-05 Nippon Steel Corp 送風機のサージング検出装置、検出方法及びサージング修正方法
JP2011122812A (ja) * 2009-10-20 2011-06-23 Johnson Controls Technology Co チラー制御用３次元サージマップのコンピュータ化された生成及び使用を与えるコントローラ及び方法
JP5871157B2 (ja) * 2011-10-03 2016-03-01 株式会社Ihi 遠心圧縮設備のサージング防止方法
US10539353B2 (en) * 2013-03-15 2020-01-21 Daikin Applied Americas Inc. Refrigerating apparatus and control device for refrigerating machine
WO2014191051A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Abb Technology Ltd Detecting surge in a compression system
US9695831B2 (en) * 2015-07-02 2017-07-04 Woodward, Inc. Detection and counting of surge cycles in a compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024502241A (ja) 2024-01-18
WO2022140079A9 (en) 2022-08-18
WO2022140079A2 (en) 2022-06-30
WO2022140079A3 (en) 2022-07-28
JP2026067933A (ja) 2026-04-21
EP4244487A2 (de) 2023-09-20
EP4249753A3 (de) 2023-10-18
KR20230119662A (ko) 2023-08-16
EP4249753A2 (de) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12584489B2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
US11566629B2 (en) Device for real-time self diagnosis of a fan and the method using the same
US10590943B2 (en) Turbocompressor antisurge control by vibration monitoring
US8342794B2 (en) Stall and surge detection system and method
US20060228214A1 (en) System and method of determining centrifugal turbomachinery remaining life
US12378970B2 (en) Mass flow interpolation systems and methods of dynamic compressors
EP4208646B1 (de) Start-stopp-steuerungssysteme und -verfahren für eine gasfolienlagermaschine
US11428233B2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
US12378964B2 (en) Gas compressor
EP4244487B1 (de) Systeme und verfahren zur pumpsteuerung für dynamische verdichter
US20230417254A1 (en) Vacuum pump system and control method
US9429161B2 (en) Method of controlling compressor system for preventing surge occurrence and compressor system using the same
JP2016065679A (ja) 空調装置の動力伝達ベルト用異常検知装置及び動力伝達ベルト用異常検知方法
JPH0468275A (ja) ターボ冷凍機のサージ検出装置
JP2019027912A (ja) 異常診断装置
EP1167772A1 (de) Vakuumpumpe
US20220186739A1 (en) Analysis device of vacuum pump, vacuum pump, storage medium recording analysis program, and analysis method
CN109642624A (zh) 对液力连接器的监控

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230615

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: COPELAND LP

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20251007

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTC Intention to grant announced (deleted)
INTG Intention to grant announced

Effective date: 20260212

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED