FI125784B - Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus - Google Patents

Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus Download PDF

Info

Publication number
FI125784B
FI125784B FI20106174A FI20106174A FI125784B FI 125784 B FI125784 B FI 125784B FI 20106174 A FI20106174 A FI 20106174A FI 20106174 A FI20106174 A FI 20106174A FI 125784 B FI125784 B FI 125784B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
frequency converter
motor
motors
control
pump
Prior art date
Application number
FI20106174A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20106174L (fi
FI20106174A (fi
FI20106174A0 (fi
Inventor
Vesa Kettunen
Markku Aho
Pasi Pennanen
Original Assignee
Marioff Corp Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marioff Corp Oy filed Critical Marioff Corp Oy
Publication of FI20106174A0 publication Critical patent/FI20106174A0/fi
Priority to FI20106174A priority Critical patent/FI125784B/fi
Priority to KR1020137011936A priority patent/KR101863357B1/ko
Priority to EP11839761.1A priority patent/EP2637750B1/en
Priority to RU2013124432/12A priority patent/RU2577708C2/ru
Priority to CN201180053776.4A priority patent/CN103269754B/zh
Priority to US13/884,266 priority patent/US9302130B2/en
Priority to PCT/FI2011/050923 priority patent/WO2012062956A1/en
Priority to ES11839761T priority patent/ES2732598T3/es
Priority to SG2013033394A priority patent/SG190084A1/en
Publication of FI20106174L publication Critical patent/FI20106174L/fi
Publication of FI20106174A publication Critical patent/FI20106174A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI125784B publication Critical patent/FI125784B/fi

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C35/00Permanently-installed equipment
    • A62C35/58Pipe-line systems
    • A62C35/68Details, e.g. of pipes or valve systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C35/00Permanently-installed equipment
    • A62C35/58Pipe-line systems
    • A62C35/64Pipe-line systems pressurised
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C37/00Control of fire-fighting equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0072Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using sprayed or atomised water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/02Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0202Voltage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/02Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0204Frequency of the electric current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00Fluid parameters
    • F04B2205/05Pressure after the pump outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Description

PALONTORJUNTAJÄRJESTELMÄN PUMPPUYKSIKÖN SÄHKÖMOOTTOREIDEN OHJAUS
Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy palontorjuntajärjestelmiin, ja erityisesti korkeapaine-vesisumusammutusjärjestelmiin.
Erityisesti tämän keksinnön kohteena on palontorjuntajärjestelmän, kuten ve-sisumusammutusjärjestelmän, erityisesti korkeapainevesisumusammutusjärjes-telmän, pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjausmenetelmä ja -laitteisto.
Tunnettu tekniikka
Nykyään palontorjuntajärjestelmissä, kuten vesisumusammutusjärjestelmissä, erityisesti korkeapainevesisumulaitteistoissa, käytetään pumppuyksikköjä, jotka koostuvat vaihtosähkömoottoreista, voimansiirtovaihteistoista, korkeapaine-vesipumpuista sekä vapaakiertoventtiileistä, joiden tarkoituksena on tasata akti-vointitilanteessa painetta, tyypillisesti yli 100 bar esim. 140 bar - 180 bar paineeseen. Korkeapainepumppujen ja sähkömoottorien välissä on usein vaihteisto, jossa sähkömoottorin akselilta saatava teho jaetaan yhdelle tai useammalle korkeapainepumpulle siten, että saadaan vaadittava vedentuotto. Korkeapaine-pumppuihin vesi johdetaan yksikön omasta vesitankista.
Korkeapainevesisumusammutuslaitteisto toimii yleensä siten, että järjestelmän ollessa valmiustilassa siinä pidetään pientä, esim. 25 bar, painetta esimerkiksi pneumaattisella valmiustilapumpulla. Valmiustilapumpun lisäksi järjestelmässä voi olla painevesiputkeen sijoitettu virtausanturi. Jos lämpötila nousee pa-losuojatussa tilassa yli sumutussuuttimien lämpöarvon, suuttimessa oleva läm-pöampulli rikkoutuu ja päästää veden virtaamaan sumuna suojattuun tilaan. Valmiustilapumppu pyrkii pitämään putkistossa 25 bar paineen ja alkaa pumpata lisää vettä putkistoon, mikä saa aikaan veden virtauksen. Virtausanturi havaitsee tämän virtauksen ja lähettää signaalin, joka saa aikaan pumppuyksikön käynnistymisen.
Putkistossa voi olla myös painetta tarkkaileva painekytkin. Jos valmiustila-pumppu on vikaantunut ja putkistossa on virtausta, ei virtausanturi saa virtaus- tietoa. Tästä seuraa, että virtausanturin signaali ei käynnistä pumppuyksikköä. Jos järjestelmän paine laskee putkistossa alle ennaltamäärätyn raja-arvon ja pysyy rajan alla tietyn ajan, siitä aiheutuu pumpun käynnistyminen painekytki-men avulla liian alhaisen paineen vuoksi.
Kun pumppuyksikkö on tunnetuissa pumppuyksiköissä käynnistetty (aktivoitu), pumppuyksikön pumppujen sähkömoottorit käynnistyvät automaattisesti suoraan sähköverkkoon aikareleen ohjaamina vuorotellen lyhyellä viiveellä. Mikäli tarvittu veden virtausmäärä on pienempi kuin pumppuyksikön tuotto, ylimenevä osa virtauksesta ohjataan vapaakiertoventtiileiden kautta takaisin vesitankkiin. Korkeapainevesipumppuja pyöritetään tyypillisesti kolmivaiheiseen vaihtosäh-köverkkoon kytkettyjen kolmivaiheisten vaihtosähkömoottorien avulla.
Tunnetuissa pumppuyksiköissä tarvitaan vesitankki, vapaakiertoventtiilit ja erillinen valmiustilapumppu, mikä tekee tunnetuista pumppuyksiköistä suhteellisen monimutkaisia, suuria ja kalliita.
Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä ja laitteisto ohjaamaan palontorjun-tajärjestelmän, kuten vesisumusammutusjärjestelmän, pumppuyksikön vaih-tosähkömoottoreita.
Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu taajuusmuuttajaan, jonka avulla yksi moottoreista kytketään syöttöverkkoon. Taajuusmuuttajan avulla voidaan saada aikaan taajuudeltaan ja amplitudiltaan vaihteleva vaihtojännite, jolla pumppu-käytön yhtä moottoria voidaan ohjata.
Eräässä keksinnön sovellutusmuodossa taajuusmuuttaja kytketään kiinteästi yhteen vaihtosähkömoottoreista.
Eräässä toisessa keksinnön sovellutusmuodossa taajuusmuuttaja voidaan kytkeä mihin tahansa pumppukäytön vaihtosähkömoottoreista.
Yksityiskohtaisesti keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle tunnusomaiset piirteet on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa 1 ja 9. Keksinnön edullisia sovellutusmuotoja on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.
Keksinnön avulla voidaan kustannustehokkaasti rakentaa erittäin redundantti-nen ja asiakkaalle lisäarvoa tuova (mm. sähkön-ja vedenkulutuksen optimointi sekä mahdollisuus minimoida sähkömoottoreiden käynnistysvirtapiikit) pumppu-yksikön ohjausjärjestelmä.
Keksinnön mukaisessa pumppuyksikössä ei tarvita erillistä vesitankkia, vapaa-kiertoventtiileitä eikä valmiustilapumppua, mikä tekee pumppuyksiköistä mekaanisesti yksinkertaisia ja kompakteja. Lisäksi vältetään mekaanisten vapaa-kiertoventtiilien tyypillisesti suuresta hystereesistä aiheutuvat ongelmat sekä veden kierrättämisestä aiheutuva veden ja pumppujen kuumeneminen. Näin pumppuyksikön mekaniikkaa on voitu yksinkertaistaa huomattavasti tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna.
Sen lisäksi laitteistossa tarvitaan vain yksi taajuusmuuttaja, jonka rinnalle voidaan käytön varmistamiseksi kytkeä toinen, varalla oleva taajuusmuuttaja, jolloin laitteiston rakenne myös tältä osin on erittäin yksinkertainen. Lisäksi moottoreiden ja pumppujen kulumista voidaan tasata käynnistysjärjestystä vaihtelemalla.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön korkeapainevesisumusammutusjärjestelmää ja sen pumppuyksikön ohjauslaitteistoa yhden taajuusmuuttajaohjatun moottorin osalta yksinkertaistettuna lohkokaaviona, kuvio 2 esittää erään keksinnön mukaisen sovellutusmuodon moottoripiirin kytkentäkaaviota, kuvio 3 esittää toisen keksinnön mukaisen sovellutusmuodon moottoripiirin kytkentäkaaviota, ja kuvio 4 esittää erään keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän lohkokaaviota, kuvio 5 esittää toisen keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän lohkokaaviota, kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaisen ohjausjärjestelmän toimintaa, ja kuvio 7 esittää myös kuvion 5 mukaisen ohjausjärjestelmän toimintaa. Keksinnön edullisten sovellutusmuotojen kuvaus
Palontorjuntajärjestelmässä, kuten vesisumusammutusjärjestelmässä, erityisesti korkeapainevesisumusammutusjärjestelmässä, on palosuojattuun tilaan sijoitetut suihkutuspäät, joissa on suuttimet, pumppuyksikkö sekä putkisto toimilait-teineen sammutusnesteen johtamiseksi pumppuyksiköstä suuttimiin. Pumppu-yksikössä on useita pumppukäyttöjä, joista kussakin on korkeapainepumppu ja sitä pyörittävä vaihtosähkömoottori.
Järjestelmä toimii kuten edellä on tunnetun tekniikan kuvauksessa esitetty, eli jos lämpötila nousee palosuojatussa tilassa yli sumutussuuttimien lämpöarvon, suuttimessa oleva lämpöampulli rikkoutuu ja päästää veden virtaamaan sumuna suojattuun tilaan. Tässä keksinnössä valmiustilapumppuna toimiva korkeapainepumppu, jota ohjataan taajuusmuuttajalla, pyrkii pitämään putkistossa 25 bar paineen ja alkaa pumpata lisää vettä putkistoon, mikä saa aikaan veden virtauksen. Mikäli valmiustilapumppaus ei riitä ylläpitämään valmiuspainetta en-nalta-asetellussa ajassa, ohjausjärjestelmä saa aikaan pumppuyksikön käynnistymisen. Korkeapainevesisumusammutusjärjestelmän yleinen rakenne ja toiminta on alan ammattimiehelle selvää eikä se ole keksinnön kannalta olennaista, joten sitä ei ole esitetty kuvioissa eikä seuraavassa siihen seuraavassa puututa sen yksityiskohtaisemmin.
Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen korkeapainevesisumusammutusjärjestel-män ja sen pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjauslaitteiston yksinkertaistettua lohkokaaviota. Siinä on esitetty korkeapainepumput 101 sekä niitä pyörittävät kolmivaiheiset vaihtosähkömoottorit 102. Vesi ohjataan vesijohtojärjestelmästä 103 syöttöputkiston 104 avulla pumppuihin ja edelleen toisen syöttöput- kiston 105 avulla suuttimille 112, ja sähköteho syötetään kolmivaiheverkosta 106 kolmivaiheisten syöttökaapelien 107 avulla moottoreihin.
Keksinnön mukaisessa laitteistossa on yksi sähkömoottoreista 102 liitetty syöt-töverkkoon taajuusmuuttajan 108 kautta, jolloin kyseistä moottoria voidaan ohjata taajuudeltaan ja amplitudiltaan vaihtelevalla kolmivaiheisella vaihtojännitteellä 109. Taajuusmuuttaja voi olla esimerkiksi jänniteohjattu PWM-taajuusmuuttaja, jossa on verkkoon liitetty tasasuuntaajasilta, tasajännitevälipiiri ja moottoria syöttävä vaihtosuuntaajasilta.
Suuttimien syöttöputkistoon on liitetty paineanturit (-lähettimet) 110, ja ne samoin kuin moottorit ja taajuusmuuttaja on liitetty ohjausyksikköön (PCB) 111, jolla järjestelmää ohjataan. Painelähettimiä on tyypillisesti kaksi redundanttisuu-den vuoksi, ja lisäksi ne voidaan kytkeä eri IOC-kortteihin (katso kuvio 4).
Kuviossa 2 on kuvattu pääpiiritasolla peruskonsepti, jossa taajuusmuuttaja on kytketty kiinteästi yhteen moottoriin. Pumppuyksikössä on kolmivaiheverkkoon 201 katkaisijoiden (sulake) 202a-f kautta kytketyt kuusi kolmivaiheista vaih-tosähkömoottoria 203a-f. Yhtä moottoreista ohjataan taajuusmuuttajalla 204, joka on kytkettävissä moottoriin ensimmäisen kontaktorin 205 avulla, tai sitten sitä syötetään suoraan verkosta toisen kontaktorin 206a kautta siten, että moottori voi olla kytketty suoraan verkkoon (KD-kontaktorit) tai taajuusmuuttajan (FC) kautta (KF-kontaktori). Muut moottorit on kytkettävissä suoraan verkkoon kontaktorien 206b-206f kautta. Kontaktoreita ohjataan erillisen elektronisen ohjausyksikön (PCB Control System) 211 avulla.
Pumppuyksikön käynnistyksessä ja käytössä taajuusmuuttajalla ohjattava moottori toimii painetta ”hienosäätävänä” moottorina portaattomasti ja muita käynnistetään suoraan verkkoon eli nimellisnopeuteen ”karkeasäädöllä” eli portaittaisesti tarvittava määrä esimerkiksi aikaviivästetysti tuottamaan tarvittavan veden virtausmäärän. Näin pumpuilla tuotetaan juuri oikea määrä painetta. Lisäksi järjestelmän ollessa valmiustilassa siinä pidetään pientä, esim. 25 bar, painetta taajuusmuuttajaohjatun moottorin avulla tunnetun tekniikan valmiustilapumpun sijasta.
Kuviossa 3 on kuvattu keksinnön mukainen sovellutusmuoto, ns. verkkotahdis-tuskonsepti, jossa painesäätö toimii aivan samalla tavalla kuin edellä, mutta taajuusmuuttaja 304 voidaan kytkeä mihin tahansa moottoriin. Tätä varten kussakin moottorissa on kaksi kontaktoria 305a-f (KD-kontaktorit) ja 306a-f (FC-kontaktorit), jotka kaikki on kytketty erilliseen elektroniseen ohjausyksikköön 311. Sen lisäksi taajuusmuuttaja on kytketty verkkoon oman katkaisijan 307 kautta. Koska tehontarve on usein varsin suuri, tätä konseptia tarvitaan, kun moottoreiden suorakäynnistysvirtapiikit voisivat aiheuttaa ongelmia sähköverkolle. Moottorit tahdistetaan pääverkon taajuuteen ja vaiheeseen, jolloin ne voidaan kytkeä siihen ilman merkittävää virtapiikkiä. Mittausmuuntaja 308 T9B kytketään verkkoon oman katkaisijan 309 kautta ja lisäksi taajuusmuuttajan analo-giasisääntuloon. Taajuusmuuttaja pystyy näin mittaamaan oman lähtöjännit-teensä ja pääverkon vaiheen ja kommunikoimaan synkronointihetken ohjaus-elektroniikalle.
Kuviossa 4 kuvataan ohjausyksikön väyläohjattua hajautettua ohjauselektroniik-kaa. Pumppuyksikössä on erillinen, kaikille moottoreille ja taajuusmuuttajalle yhteinen startterikaappi, joka kootaan esivalmistetuista moduuleista, joihin ohjausyksikön ohjauselektroniikka on hajautettu. Siinä on käyttöliittymänä toimiva pumppukäytön käyttöpaneeli (PUP) 401, pumppuyksikön ohjausyksikkökortti (ohjain) (PUC) 402, moottoriohjauksen liitäntäkortit (MCI) 403, taajuusmuuttaja-ohjauksen liitäntäkortti (FCI) 404 ja input-/output-kortit (IOC) 405. Ohjauskortit kommunikoivat redundanttista kaksisuuntaista CAN-väylää 406 pitkin. Järjestelmään voidaan kytkeä redundanttisuuden vuoksi kaksi PUC-korttia ja kaksi FCI-korttia (eli myös kaksi taajuusmuuttajaa).
Keksinnössä järjestelmää ohjataan verkkojännitteen synkronoinnilla (linjasyn-kronointi), jossa mitataan verkkojännitettä ja moottorin jännitettä ja synkronoidaan moottorin taajuus verkkotaajuuteen (ks kuvio 6).
Jotta saavutettaisiin linjasynkronoinnin optimaalinen etu, täytyy tietää kontakto-rin toiminnan tarvittava ennakkoaika. Edelleen, ohjauksen yksinkertaistamiseksi tämän ennakkoajan tulisi olla sama kaikille moottoreille.
Redundanttisessa CAN-väylässä on useita muuttujia, jotka vaikeuttavat ennakkoajan asettelua, esim.: - liitäntäkorttien määrä verkossa, koska kukin liitäntäkortti aiheuttaa tyypillisesti noin 1 ms. viiveen signaalin reitillä, - käskyreitti; kun yhteydessä on ongelmia, käskyt voivat kulkea joko pitempää tain lyhyempää reittiä.
Tämä on keksinnössä ratkaistu kuvion 5 mukaisella ohjauksella siten, että aikakriittiset käskyt, joita ovat synkronointikäsky, avaa KF-kontaktori, sulje KD-kontaktori, generoidaan paikallisesti FCI:ssä ja MCI:ssä, eikä niitä siten tarvitse siirtää edestakaisin PUC:n ja niiden välillä.
Sen lisäksi FCI ja MCI:t on kytketty galvaanisesti johtimilla 501 - 504 toisiinsa niissä olevien synkronointiliittimien kautta siten, että taajuusmuuttajan liitäntäkortista lähtee yksi johdin 501 ensimmäiseen moottorin liitäntäkorttiin, ja ensimmäisestä moottorin liitäntäkortista lähtee toinen johdin 502 toisen moottorin liitäntäkorttiin jne. Vastaavasti voidaan kytkeä pistekatkoviivoilla esitetyn toisen taajuusmuuttajan liitäntäkortin synkronointiliittimistä johdin 503 moottorin liitäntäkorttiin ja edelleen moottorit toisiinsa johtimilla 504.
Seuraavassa kuvataan laitteiston toimintaa. Toiminnan kuvauksessa viitataan kuvion 5 lisäksi kuvioihin 6 ja 7, jotka kuvaavat verkon jännitettä Uline, taajuus-muuttajan jännitettä UFC ja moottorin jännitettä UM aika-akselilla t (kuvio 6) sekä synkronoinnin aloituskäskyä (start sync) PUC:sta, FC-kontaktorin KF ohjausta, FC-kontaktorin KF statusta, suoraan verkkoon kytkevän kontaktorin KD ohjausta sekä suoraan verkkoon kytkevän kontaktorin KD statusta samalla aika-akselilla moottorin jännitteen kanssa (kuvio 7).
Kuvioiden 6 ja 7 mukaisesti hetkellä t1 annetaan synkronoinnin aloituskäsky PUC:stä. Tällöin yksi moottoreista, esim. 203a, toimii taajuusmuuttajaohjattuna. Hetkellä t2 synkronointi on valmis ja annetaan synronointi valmis-käsky taajuusmuuttajalta. Hetkellä t3 annetaan pysäytä FC-käsky ja avaa KF-käsky. Sen jälkeen KF avataan hetkellä t4 ja annetaan sulje KD-käsky ja kontaktorin KD sulkeutumisviiveen ajan moottori pyörii vapaasti hetkeen t5, jolloin KD on suljettu ja vaihtosähkömoottori on kytketty suoraan verkkoon.
Kuviossa 7 on vielä esitetty kontaktorien kytkennät ko. ohjauksessa. Siinä näkyy, että synkronoinnin aloituskäsky on päällä välillä t1 -13, synkronointi valmis-käsky on päällä välillä t2-t3, ja FC:n käyntikäsky ja FC-kontaktorin KF-ohjaus on päällä jo ennen t1:tä hetkeen t3 asti, jolloin FC-kontaktori KF on kiinni au-keamisviiveen ajan hetkeen t4 asti. Suoraan verkkoon kytkevän kontaktorin KD
ohjaus (DOL CONTACTOR KD CONTROL) ohjaa KD:n kiinni hetken t4 jälkeen, ja suoraan verkkoon kytkevä kontaktori KD on kiinni hetkestä t5 asti (DOL CONTACTOR KD STATUS).
Kuviossa 7 on esitetty, että moottori ohjataan ennalta-aseteltuun nopeuteen (Preset speed).
Ideaalinen vaihesynkronointi, jossa ei synny virtapiikkiä, saadaan aikaan silloin, kun synkronointi ja verkkoon kytkeytyminen tapahtuu moottorin jännitteen ja verkon jännitteen ollessa samassa vaiheessa ja ko. jännitteiden nollakohdassa hetkellä t5 (kuvio 6).
Viive FC:n jännitteen taajuuden ja vaihesynkronoinnin välillä, viive KF:n avautumiselle ja viive KD:n avautumiselle on esitetty kuviossa 7 aikaväleinä t1-t2, t3-t4 ja t4-t5. Ennalta-aseteltu ennakko on aikaväli t2-t3.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Selityksessä esitetyt, yhdessä toistensa kanssa mainitut tunnusmerkit voivat olla myös itsenäisiä tunnusmerkkejä.

Claims (25)

1. Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjausmenetelmä, jossa palontorjuntajärjestelmässä on suuttimet (112), pumppuyksikkö, ohjausjärjestelmä paineenmittausvälineineen ja putkisto (105) sammutusväliaineen johtamiseksi pumppuyksiköstä suuttimiin, jossa pumppuyksikössä on pumppukäytöt, joissa kussakin on pumppu (101) ja sitä pyörittävä vaihtosähkömoottori (102, 203a-203f), joka on kytkettävissä vaih-tosähköverkkoon kontaktorilaitteen (206a-f) kautta, jossa pumppuyksikössä vaihtosähkömoottoreita ohjataan putkistossa mitattavan paineen perusteella, tunnettu siitä, että yhtä sähkömoottoreista (102, 203a-203f) ohjataan kerrallaan taajuusmuuttajan (108, 204) avulla siten, että taajuusmuuttajalla ohjattava moottori toimii taa-juusmuuttajaohjattuna portaattomasti painetta säätävänä moottorina ja muita käynnistetään verkkoon portaittaisesti säätävinä moottoreina.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja on kytkettävissä moottoriin ensimmäisen kontaktorilaitteen (205) avulla, tai sitten moottoria syötetään suoraan verkosta toisen kontaktorilaitteen (206a) kautta siten, että moottori voi olla kytketty verkkoon suoraan (KD) tai taajuusmuuttajan kautta (KF).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja kytketään kontaktorilaitteen avulla yhteen sähkömoottoreista.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja voidaan kytkeä kontaktorilaitteiden avulla mihin tahansa pumppukäy-tön moottoreista.
5. Patenttivaatimuksen 2 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kutakin moottoria varten on kaksi kontaktorilaitetta (305a-f ja 306a-f), siten, että taajuusmuuttaja on kytkettävissä kuhunkin moottoreista ensimmäisen kontaktori-laitteen (205) avulla, tai sitten kukin moottori on syötettävissä suoraan verkosta toisen kontaktorilaitteen (206a-206f) kautta siten, että moottori voi olla kytketty verkkoon suoraan (KD) tai taajuusmuuttajan kautta (KF).
6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että moottorit tahdistetaan pääverkon taajuuteen ja vaiheeseen, jolloin ne voidaan kytkeä siihen ilman merkittävää virtapiikkiä.
7. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mit-tausmuuntaja (308) on kytketty taajuusmuuttajan analogiatuloon, ja taajuus-muuttaja mittaa oman lähtöjännitteensä ja pääverkon vaiheen jännitteen ja kommunikoi tahdistushetken ohjauselektroniikalle.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palontorjuntajärjestelmä on vesisumusammutusjärjestelmä, erityisesti kor-keapainevesisumusammutusjärjestelmä.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pumppuyksikköä ohjataan erillisellä, moottoreille ja taajuusmuuttajalle yhteisellä ohjausyksiköllä, jossa on pumppuyksikön ohjausyksikkö (PUC) 402, moottoriohjauksen liitäntäkortit (MCI) 403, taajuusmuuttajaohjauksen liitäntäkortti (FCI) 404 ja input-/output-kortit (IOC) 405.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjauskortit kommunikoivat redundanttista kaksisuuntaista CAN-väylää (406) pitkin.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikakriittiset käskyt, joita ovat synkronointikäsky, avaa KF, sulje KD, generoidaan paikallisesti FCI:ssä ja MCI:ssä
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että FCI ja MCI:t on kytketty galvaanisesti johtimilla (501 - 504) toisiinsa niissä olevien synkronointiliittimien kautta synkronointikäskyjen antamiseksi FCI.stä yhteen MCI:hin ja siitä edelleen muihin MCI:hin.
13. Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjauslaitteis-to, jossa palontorjuntajärjestelmässä on suuttimet (112), pumppuyksikkö, ohjausjärjestelmä paineenmittausvälineineen ja putkisto (105) sammutusväliaineen johtamiseksi pumppuyksiköstä suuttimiin, jossa pumppuyksikössä on pumppukäytöt, joissa kussakin on pumppu (101) ja sitä pyörittävä vaihtosähkömoottori (102, 203a-203f), joka on kytkettävissä vaih-tosähköverkkoon kontaktorilaitteen (206a-f) kautta sekä ohjausyksikkö, jossa pumppuyksikössä vaihtosähkömoottorit on järjestetty ohjattavaksi putkistossa mitattavan paineen perusteella, tunnettu siitä, että laitteistossa on yksi tai useampi sähkömoottoria ohjaava taajuusmuuttaja, ja ohjausyksikkö on järjestetty ohjaaman yhtä sähkömoottoreista (102, 203a-203f) kerrallaan taajuusmuuttajan (108, 204) avulla siten, että taajuusmuuttajalla ohjattava moottori toimii taajuusmuuttajaohjattuna portaattomasti painetta säätävänä moottorina ja muita käynnistetään verkkoon portaittaisesti säätävinä moottoreina.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja on kytkettävissä moottoriin ensimmäisen kontaktorilaitteen (205) avulla, tai sitten moottoria syötetään suoraan verkosta toisen kontaktorilaitteen (206a) kautta siten, että moottori voi olla kytketty verkkoon suoraan (KD) tai taajuusmuuttajan kautta (KF).
15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja kytketään kontaktorilaitteen avulla yhteen sähkömoottoreista.
16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taajuus-muuttaja on kytkettävissä kontaktorilaitteiden avulla mihin tahansa pumppukäy-tön moottoreista.
17. Patenttivaatimuksen 14 tai 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kutakin moottoria varten on kaksi kontaktorilaitetta (305a-f ja 306a-f), siten, että taajuusmuuttaja on kytkettävissä kuhunkin moottoreista ensimmäisen kontaktori-laitteen (205) avulla, tai sitten kukin moottori on syötettävissä suoraan verkosta toisen kontaktorilaitteen (206a-206f) kautta siten, että moottori voi olla kytketty verkkoon suoraan (KD) tai taajuusmuuttajan kautta (KF).
18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että moottorit on ohjausyksikön avulla tahdistettavissa pääverkon taajuuteen ja vaiheeseen, jolloin ne voidaan kytkeä siihen ilman merkittävää virtapiikkiä.
19. Jonkin patenttivaatimuksista 16-18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mittausmuuntaja (308) on kytketty taajuusmuuttajan analogiatuloon, ja taajuus-muuttaja mittaa oman lähtöjännitteensä ja pääverkon vaiheen jännitteen ja kommunikoi tahdistushetken ohjauselektroniikalle.
20. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että palontorjuntajärjestelmä on vesisumusammutusjärjestelmä, erityisesti korkeapainevesisumusammutusjärjestelmä.
21. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pumppuyksikössä on erillinen, moottoreille ja taajuusmuuttajalle yhteinen ohjausyksikkö, jossa on pumppuyksikön ohjausyksikkö (PUC) 402, mootto-riohjauksen liitäntäkortit (MCI) 403, taajuusmuuttajaohjauksen liitäntäkortti (FCI) 404 ja input-/output-kortit (IOC) 405.
22. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ohjauskortit kommunikoivat redundanttista kaksisuuntaista CAN-väylää (406) pitkin.
23. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-22 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö on sovitettu siten, että aikakriittiset käskyt, joita ovat synkronointikäsky, avaa KF, sulje KD, generoidaan paikallisesti FCI:ssä ja MCI:ssä
24. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-23 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että FCI ja MCI:t on kytketty galvaanisesti johtimilla (501 - 504) toisiinsa niissä olevien synkronointiliittimien kautta synkronointikäskyjen antamiseksi FCI.stä yhteen MCI:hin ja siitä edelleen muihin MCI:hin.
25. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 13-24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistossa on kaksi rinnakkain kytkettyä taajuusmuuttajaa, jotka on järjestetty toimimaan siten, että ensimmäinen taajuusmuuttaja toimii normaalissa toimintatilanteessa, ja toinen taajuusmuuttaja on sovitettu toimimaan ensimmäisen taajuusmuuttajan vikaantuessa.
FI20106174A 2010-11-08 2010-11-08 Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus FI125784B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106174A FI125784B (fi) 2010-11-08 2010-11-08 Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus
CN201180053776.4A CN103269754B (zh) 2010-11-08 2011-10-21 防火系统的泵单元的电马达的控制
EP11839761.1A EP2637750B1 (en) 2010-11-08 2011-10-21 Control of the electric motors of a pump unit of a fire protection system
RU2013124432/12A RU2577708C2 (ru) 2010-11-08 2011-10-21 Управление электрическими двигателями насосной установки противопожарной системы
KR1020137011936A KR101863357B1 (ko) 2010-11-08 2011-10-21 방화 시스템의 펌프 유니트의 전기 모터들의 제어
US13/884,266 US9302130B2 (en) 2010-11-08 2011-10-21 Control of the electric motors of a pump unit of a fire protection system
PCT/FI2011/050923 WO2012062956A1 (en) 2010-11-08 2011-10-21 Control of the electric motors of a pump unit of a fire protection system
ES11839761T ES2732598T3 (es) 2010-11-08 2011-10-21 Control de los motores eléctricos de un grupo de bomba de un sistema de protección contra incendios
SG2013033394A SG190084A1 (en) 2010-11-08 2011-10-21 Control of the electric motors of a pump unit of a fire protection system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106174 2010-11-08
FI20106174A FI125784B (fi) 2010-11-08 2010-11-08 Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20106174A0 FI20106174A0 (fi) 2010-11-08
FI20106174L FI20106174L (fi) 2012-05-09
FI20106174A FI20106174A (fi) 2012-05-09
FI125784B true FI125784B (fi) 2016-02-15

Family

ID=43268954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20106174A FI125784B (fi) 2010-11-08 2010-11-08 Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9302130B2 (fi)
EP (1) EP2637750B1 (fi)
KR (1) KR101863357B1 (fi)
CN (1) CN103269754B (fi)
ES (1) ES2732598T3 (fi)
FI (1) FI125784B (fi)
RU (1) RU2577708C2 (fi)
SG (1) SG190084A1 (fi)
WO (1) WO2012062956A1 (fi)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551116C1 (ru) * 2013-12-24 2015-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Устройство управления частотно-регулируемым электроприводом магистральных насосов
US10143871B1 (en) * 2016-01-20 2018-12-04 Gary Ike Self-recharging fire sprinkler system
DE102016217036A1 (de) * 2016-09-07 2018-03-08 Albert Ziegler Gmbh Einsatzfahrzeug, insbesondere Feuerwehrfahrzeug
CN107084139B (zh) * 2017-03-20 2019-05-07 南京新联电能云服务有限公司 流体参数调节系统及方法
GB2573735B (en) * 2018-03-15 2021-08-18 Ultimate Fire Systems Ltd Fire suppression system
CN110259698A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 一种柔性直流输电换流阀冷却系统主循环泵故障切换方法
DE102019006505A1 (de) * 2019-09-16 2021-03-18 Satisloh Ag Hydraulikanordnung für eine Vorrichtung zum Abblocken von optischen Werkstücken, insbesondere Brillengläsern, von zugeordneten Blockstücken
CN110721426A (zh) * 2019-10-23 2020-01-24 中国舰船研究设计中心 一种船用恒压消防系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3118656B2 (ja) * 1991-09-27 2000-12-18 能美防災株式会社 スプリンクラ消火設備
SE501398C2 (sv) 1993-04-30 1995-02-06 Htc Aamaal Ab Förfarande att driva en sprinkleranläggning och anordning för genomförande av förfarandet
JP3816613B2 (ja) * 1997-01-14 2006-08-30 能美防災株式会社 スプリンクラ消火設備
FI103017B (fi) * 1998-02-02 1999-04-15 Marioff Corp Oy Käyttölähde sammutusväliaineen syöttämiseksi suihkutuspäihin tulen sam mutusta varten
FI108278B (fi) * 1999-10-29 2001-12-31 Marioff Corp Oy Käyttölähde vesipohjaisen nesteen toimittamiseksi järjestelmässä, sekä palonsammutuslaitteisto
FI108520B (fi) 1999-11-02 2002-02-15 Marioff Corp Oy Laitteisto palon sammuttamiseksi
US6315523B1 (en) * 2000-02-18 2001-11-13 Djax Corporation Electrically isolated pump-off controller
JP4317093B2 (ja) * 2004-07-26 2009-08-19 株式会社荏原製作所 消火ポンプ装置
JP5084322B2 (ja) * 2007-03-29 2012-11-28 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法
FI121130B (fi) 2008-02-29 2010-07-15 Vacon Oyj Sähkömoottorin kytkeminen syöttöverkkoon
US20100012332A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Federal Signal Corporation Remotely located pump control system
JP5124512B2 (ja) * 2009-03-25 2013-01-23 株式会社日立産機システム 消火ポンプシステム及び消火ポンプユニットの制御方法
US9482220B2 (en) * 2012-06-07 2016-11-01 Asco Power Technologies, L.P. Dual redundancy in fire pump controllers
CN104047840B (zh) * 2013-03-13 2018-10-23 阿斯科动力科技公司 消防泵控制系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9302130B2 (en) 2016-04-05
ES2732598T3 (es) 2019-11-25
CN103269754B (zh) 2016-06-29
WO2012062956A1 (en) 2012-05-18
CN103269754A (zh) 2013-08-28
EP2637750A4 (en) 2017-08-23
RU2577708C2 (ru) 2016-03-20
RU2013124432A (ru) 2014-12-20
EP2637750B1 (en) 2019-03-27
US20130228345A1 (en) 2013-09-05
KR20140053808A (ko) 2014-05-08
KR101863357B1 (ko) 2018-06-29
FI20106174L (fi) 2012-05-09
SG190084A1 (en) 2013-06-28
FI20106174A (fi) 2012-05-09
EP2637750A1 (en) 2013-09-18
FI20106174A0 (fi) 2010-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125784B (fi) Palontorjuntajärjestelmän pumppuyksikön sähkömoottoreiden ohjaus
CN203348050U (zh) 消防泵控制系统及消防泵控制器
JP5837867B2 (ja) フォールトトレラントなタービン速度制御システム
CN103576712B (zh) Ptc加热器控制系统
CN207315565U (zh) 一种控制双启动马达的装置
WO2012069313A2 (en) Three-phase induction machine and method for operating a three-phase induction machine in an aircraft or spacecraft
CN203878660U (zh) 一种新型二次供水系统中的冗余控制系统
CN106451359A (zh) 发电机静态励磁装置多从冗余保护方法
CN104460316B (zh) 一种并列配置的应急柴油发电机组用冗余控制器切换装置
KR101816226B1 (ko) 복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템
CN202735866U (zh) Ptc加热器控制系统
CN203504465U (zh) 连铸机拉矫机励磁电源
CN202666261U (zh) 一种消防水泵自动巡检设备
KR102072908B1 (ko) 소프트스타터를 이용한 복수대의 급수 펌프 기동 제어 방법
CN207268851U (zh) 一种双通道输出保护频繁启停电动机的装置
PT2008162E (pt) Grupo de bombas centrífugas com dispositivo de comutação
CN207278556U (zh) 一种基于电机转速的压力罐水泵控制装置
CN215292787U (zh) 一种柴油供水泵的应急启动装置
RU2767669C1 (ru) Система управления гидравлическим приводом штангового насоса
CN110190668A (zh) 一种热备调速供电系统
AU2020374440B2 (en) High voltage switch control system and method for wind turbine
CN205153038U (zh) 自来水管用供液装置
KR200343819Y1 (ko) 비상 발전 시스템
CN103090536B (zh) 热泵热水机系统及其控制方法和装置
CN100580589C (zh) 一对按钮远距离控制n台电气设备的电路及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 125784

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B