IT201900019031A1

IT201900019031A1 - Dispositivo e metodo di controllo per la protezione di pompe a cilindrata fissa in circuiti idraulici

Info

Publication number: IT201900019031A1
Application number: IT102019000019031A
Authority: IT
Inventors: Matteo Parazzini
Original assignee: Atos Spa
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-04-16

Description

Titolo: “DISPOSITIVO E METODO DI CONTROLLO PER LA PROTEZIONE DI POMPE A CILINDRATA FISSA IN CIRCUITI IDRAULICI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo e un metodo di controllo e di protezione della temperatura di pompe idrauliche e di sistemi idraulici.

Sfondo dell’invenzione

Come noto, le pompe idrauliche sono componenti che erogano potenza idraulica a un determinato attuatore attraverso un fluido pressurizzato che percorre un circuito idraulico. Per il loro funzionamento, le pompe sono azionate da una sorgente di alimentazione, generalmente un motore elettrico.

Il sistema di alimentazione idraulica comunemente indicato come servopompa accoppia una pompa a cilindrata fissa a un motore elettrico, generalmente sincrono a magneti permanenti, regolabile in velocità e coppia mediante un servoazionamento. Nella configurazione più comunemente usata, il motore è dotato di un sistema di retroazione ad encoder o resolver che permette di controllare la velocità di rotazione e quindi controllare direttamente la portata erogata dalla pompa.

I circuiti idraulici comprendono inoltre varie valvole per controllare, ad esempio, il flusso e la direzione del fluido in pressione e possono prevedere diversi sensori, tra cui generalmente un sensore di pressione preferibilmente montato in prossimità della pompa. Elaborando il segnale ricevuto dal sensore di pressione mediante opportuni algoritmi di controllo è possibile regolare e controllare la pressione del fluido in mandata dalla pompa.

Nei sistemi idraulici, la pompa viene spesso utilizzata per erogare fluido ad alta pressione con portate molto basse. In alcuni casi il fluido idraulico, da qui in avanti indicato generalmente anche olio, è mantenuto in pressione senza una portata netta agli attuatori, allo scopo di esercitare una forza sull’elemento attuato. In queste condizioni, il fluido all’interno della pompa si surriscalda molto a causa delle dissipazioni di potenza e il basso, o nullo, flusso di olio che attraversa la pompa.

Il riscaldamento del fluido all’interno della pompa è dovuto principalmente a due fenomeni. Il primo consiste nella perdita di potenza tra i componenti meccanici della pompa, a causa del loro movimento relativo, con generazione di calore che si diffonde per convezione turbolenta al fluido. Il secondo fenomeno è dovuto, invece, alla laminazione del fluido tra le zone di alta pressione e le zone di bassa pressione della pompa attraverso i meati presenti tra le parti in movimento.

Un eccessivo riscaldamento può danneggiare irreversibilmente i componenti meccanici interni della pompa, rendendola di conseguenza inutilizzabile. La temperatura di utilizzo deve quindi essere monitorata ed il surriscaldamento evitato per assicurare un utilizzo robusto e affidabile della pompa, al fine di allungarne la vita stessa.

Il metodo più semplice ed efficace per evitare il surriscaldamento dell’olio senza alterare il ciclo macchina è quello di drenare esternamente una piccola parte di fluido, che porta via il calore accumulato internamente tramite il ricircolo di olio. Questo metodo, tuttavia, comporta un consumo energetico dovuto allo scarico ad alta pressione. Tale consumo può essere molto rilevante nel ciclo di lavoro, soprattutto dal momento che il controllo non è applicabile in modo efficace senza una misura precisa della temperatura dell’olio all’interno della pompa.

Per evidenti motivi tecnici, la temperatura dell’olio all’interno della pompa non può essere misurata direttamente. Inoltre la misura della temperatura dell'olio in mandata, nel caso in cui la pompa stia mantenendo in pressione il fluido idraulico senza una portata effettiva, non è rappresentativa della temperatura interna del fluido nella pompa. Pertanto, per un controllo accurato del circuito idraulico, la temperatura del fluido all'interno della pompa deve essere necessariamente stimata mediante uno schema di elaborazione applicabile in tempo reale.

Ad oggi, sono stati sviluppati diversi modelli termici per stimare la temperatura della pompa, senza considerare la temperatura dell’olio all’interno della stessa, critica per la salvaguardia del componente. Inoltre, questi modelli si basano su dati e prove sperimentali che non permettono di rendere generalizzabile l’applicazione a pompe differenti da quella considerata e non prendono in considerazione le diverse condizioni al contorno (ad es. temperatura ambiente, temperatura del serbatoio, perdite interne della pompa tra zona di alta e bassa pressione), portando a risultati spesso approssimativi, imprecisi e inutilizzabili per un effettivo sistema di controllo attivo.

In questi modelli, inoltre, non rientra un osservatore dello stato di usura della pompa. L’usura della pompa è un aspetto particolarmente critico per quanto riguarda il comportamento termico del componente, in quanto può provocare l’aumento di trafilamenti e di conseguenza una variazione del rendimento volumetrico della pompa stessa, aumentando così le dissipazioni di potenza che determinano il surriscaldamento.

Sommario dell’invenzione

Da quanto appena esposto, risulta evidente la necessità di disporre di un sistema di controllo che sia in grado di valutare in modo accurato la temperatura della pompa e del fluido al suo interno, considerando tutti i contributi energetici in ingresso e uscita dal corpo pompa, al fine di prevenire il surriscaldamento e l’usura precoce della stessa.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un dispositivo e un metodo di controllo in grado di superare gli svantaggi sopra elencati della tecnica nota per ottenere un controllo efficace della temperatura di una pompa a cilindrata fissa.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo e un metodo di controllo per effettuare un controllo di temperatura efficiente sulla base di valori di temperatura precisi del corpo pompa e del fluido all’interno della stessa.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo e un metodo di controllo della temperatura in grado di ricavare le informazioni di temperatura del corpo pompa e dell’olio all’interno della stessa mediante uno schema predittivo basato sul bilancio energetico dei contributi in ingresso e in uscita della pompa.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo e un metodo di controllo in grado di stimare e controllare lo stato di usura della pompa al fine di preservare il componente e allungarne la vita utile.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo e un metodo di controllo che sia adattabile alle caratteristiche di funzionamento e rendimento delle servo-pompe utilizzate in circuiti idraulici e che sia adattabile a qualsiasi ciclo di lavoro.

Questi e altri scopi sono raggiunti da un dispositivo di controllo della temperatura in accordo all’invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1 e da un relativo metodo di controllo della temperatura, come esposto nella rivendicazione 7.

Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Sostanzialmente, la presente invenzione riguarda un dispositivo di controllo, o driver, per la protezione di una pompa a cilindrata fissa in un circuito idraulico comprendente detta pompa a cilindrata fissa che è azionata da un motore elettrico ed è atta a pescare fluido di lavoro da un serbatoio di un circuito idraulico, un sensore di pressione atto a misurare la pressione in uscita da detta pompa e una valvola di bypass atta a drenare una parte del fluido di lavoro verso detto serbatoio, in cui il driver comprende: un’unità di controllo del motore che controlla la velocità di rotazione del motore sulla base di un valore di controllo di rotazione in retroazione e del valore di pressione in uscita dalla pompa; un’unità di elaborazione che calcola la temperatura interna del corpo della pompa e del fluido al suo interno sulla base del valore di controllo in retroazione della rotazione del motore, del valore di pressione in uscita dalla pompa, della corrente erogata per comandare la velocità del motore e dei parametri di funzionamento della pompa e del motore; e un’unità di controllo della temperatura che elabora detti valori di temperatura calcolati del corpo della pompa e del fluido al suo interno e aziona in modo selettivo la valvola di bypass in base ai dati elaborati.

L’invenzione riguarda altresì un metodo di controllo della temperatura di una pompa a cilindrata fissa utilizzando il dispositivo qui descritto.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, di realizzazione illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è un diagramma a blocchi mostrante un circuito di distribuzione idraulica a cui è applicato il dispositivo di controllo secondo la presente invenzione;

la figura 2 è uno schema mostrante i contributi energetici entranti ed uscenti dalla pompa e utilizzati dall’unità di elaborazione del dispositivo di controllo secondo la presente invenzione;

la figura 3 è uno schema a blocchi mostrante la logica di funzionamento dell’unità di controllo della temperatura del dispositivo di controllo secondo la presente invenzione;

la figura 4 è uno schema mostrante i contributi utilizzati per valutare lo stato di usura della pompa; e

la figura 5 è un diagramma mostrante lo schema di attivazione di una valvola di bypass per effettuare il controllo della temperatura del fluido nel circuito idraulico secondo presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Verrà ora descritto in dettaglio, con riferimento in particolare alla fig. 1, un dispositivo di controllo secondo la presente invenzione associato ad un circuito di alimentazione idraulica 1.

Il circuito di alimentazione idraulica 1 comprende sostanzialmente un motore elettrico 3 che alimenta una pompa idraulica 2. La pompa 2 è atta a pescare fluido di lavoro (da qui in avanti indicato anche con il termine olio) da un serbatoio 7 lungo una linea di aspirazione S e trasferire potenza idraulica ad uno o più attuatori o utenze 5 tramite una linea di mandata F.

Il motore elettrico 3 è regolabile in rotazione e coppia per stabilire la portata e la pressione dell’olio in mandata dalla pompa 2. Preferibilmente, il motore elettrico 3 è un motore sincrono a magneti permanenti e dotato di un sistema di retroazione ad encoder o resolver che permette di controllare la velocità di rotazione e quindi controllare direttamente la portata erogata dalla pompa.

Il circuito idraulico 1 comprende anche una valvola di bypass 6 prevista per drenare verso il serbatoio 7, attraverso una linea di scarico D, una piccola portata dell’olio in mandata dalla pompa 2 sufficiente a smaltire il calore accumulatosi nella pompa. Un sensore di pressione 4 è inoltre previsto in prossimità della pompa 2 per misurare la pressione P dell’olio in mandata.

La valvola di bypass 6 viene regolata da un dispositivo di controllo, o driver, 100 secondo l’invenzione al fine di consentirne l’attivazione solo quando strettamente necessario e di conseguenza limitarne il dispendio energetico.

Sinteticamente, il driver 100 può essere schematizzato in tre blocchi e comprende i seguenti componenti:

- un’unità di controllo del motore 101

- un’unità di elaborazione 102

- un’unità di controllo della temperatura 103.

L’unità di controllo del motore 101 riceve in ingresso il valore della pressione P misurata dal sensore 4 sulla linea di mandata F e un valore di controllo in retroazione n_feedback della rotazione del motore 3. Queste informazioni sono facilmente ottenibili in quanto comunemente utilizzate nella logica di controllo dei sistemi servo-pompa e vengono elaborate per effettuare il controllo della velocità di rotazione n del motore 3, che a sua volta determina la portata e la pressione dell’olio in uscita dalla pompa 2.

Anche l’unita di elaborazione 102 riceve in ingresso le misure di pressione P dell’olio in uscita dalla pompa 2 e di velocità di rotazione del motore n_feedback, insieme al valore di corrente attiva I erogata per comandare il motore elettrico alla velocità n desiderata, che può essere misurata da un amperometro interno.

Oltre a queste grandezze misurate, l’unità di elaborazione 102 considera anche i seguenti parametri fisici relativi al tipo di pompa e motore in uso:

- D cilindrata della pompa

- Kt costante di coppia del motore

- η rendimenti idraulici della pompa

Una volta ricevute le grandezze in ingresso, l’unità di elaborazione 102, calcola, tramite l’applicazione di un schema predittivo, la temperatura dell’olio Toil e la temperatura del corpo pompa Tpump. La creazione di un preciso schema predittivo nasce, come già ampiamente discusso, dalla criticità di misurare direttamente la temperatura interna dell’olio con una sonda termica.

Lo schema predittivo è basato su un bilancio energetico dei diversi scambi di potenza che intercorrono tra la pompa e l’ambiente esterno, come schematizzato in fig. 2. I contributi energetici entranti che contribuiscono al surriscaldamento della pompa sono: il contributo di potenza meccanica in uscita dal motore P meccanica e il contributo di potenza termica associata all’olio in entrata alla pompa P termica in. I contributi energetici uscenti che invece contribuiscono allo smaltimento del calore entrante sono: il contributo di potenza idraulica uscente dalla pompa P idraulica, il contributo di potenza termica associato all’olio in uscita dalla pompa P termica out, la somma dei contributi di scambio termico convettivo con l’ambiente circostante e di scambio termico conduttivo con i vari componenti P ambiente.

Dal bilancio energetico si ottiene un sistema di equazioni differenziali del tipo indicato nell’Espressione 1, la cui integrazione nel tempo permette di calcolare in modo univoco la temperatura dell’olio Toil e la temperatura del corpo pompa Tpump.

(Espressione 1)

Nell’Espressione 1, f e g sono funzioni, ricavate dal bilancio energetico, che dipendono dai seguenti parametri:

Moil: massa del fluido idraulico (olio)

Mpump: massa del corpo pompa

Cp,oil: calore specifico a pressione costante dell’olio

Cp,pump: calore specifico a pressione costante del corpo pompa

i%: percentuale di massa della pompa immersa nel fluido idraulico (componenti rotoriche)

Ploss: potenza dissipata in calore dalla pompa

ηhyd: rendimento idromeccanico della pompa

moil : portata massica effettiva erogata dalla pompa

Ttank: temperatura del serbatoio

hoil: coefficiente convettivo di scambio termico dell’olio

h air: coefficiente convettivo di scambio termico dell’aria

Si: superficie interna del corpo pompa a contatto con l’olio

Se: superficie esterna del corpo pompa a contatto con l’ambiente esterno

L’unità di controllo della temperatura 103 riceve in ingresso temperatura dell’olio Toil e la temperatura del corpo pompa Tpump appena calcolate dall’unità di elaborazione 102 e controlla direttamente il tempo di attivazione della valvola di bypass 6 secondo uno schema di funzionamento on-off mostrato in fig. 5, in modo da limitare il dispendio energetico che essa comporta.

Per prima cosa, l’unità di controllo della temperatura 103 calcola delle temperature medie integrali dell’olio nella pompa Ti,oil e del corpo pompa Ti,pump, che vengono ottenute integrando rispettivamente il valore della temperatura interna dell’olio Toil e del corpo pompa Tpump diviso la rispettiva base di integrazione temporale, secondo le seguenti espressioni:

Le temperature medie integrali vengono calcolate aggiornando la base di integrazione nel tempo di olio e corpo pompa, rispettivamente.

Successivamente, l’unità di controllo della temperatura 103 applica uno schema di attivazione che prevede l’eccitazione della valvola di bypass 6 quando i valori di riferimento, che possono essere le temperature “attuali” Tpump, Toil, le temperature medie integrali Ti,pump, Ti,oil, o entrambe, raggiungono determinati valori di temperatura di soglia, e la sua diseccitazione quando tali valori di riferimento si stabilizzano.

Lo schema di attivazione dell’unità di controllo della temperatura 103 considera i seguenti valori di soglia o limite di temperatura:

Tsi,oil: soglia di temperatura interna dell’olio per l’integrazione nel tempo della temperatura dell’olio nella pompa

Tli,oil: limite di temperatura media integrale interna dell’olio

Tp,oil: soglia di protezione per la temperatura interna dell’olio

Tsi,pump: soglia di temperatura del corpo pompa per l’integrazione nel tempo della temperatura della pompa

Tli,pump: limite di temperatura media integrale del corpo pompa

Tp,pump: soglia di protezione per la temperatura del corpo pompa

In fig. 3 è mostrata la logica di funzionamento dell’unità di controllo della temperatura 103, che attiva la valvola bypass 6 al verificarsi di almeno una delle seguenti condizioni:

1) la temperatura interna dell’olio attuale è maggiore della soglia di temperatura di protezione per la temperatura interna dell’olio

2) la temperatura interna media integrale dell’olio è maggiore del limite di temperatura interna media integrale dell’olio e la temperatura interna dell’olio attuale è maggiore della soglia di temperatura interna dell’olio per l’integrazione nel tempo

3) la temperatura del corpo pompa attuale è maggiore della soglia di temperatura di protezione per la temperatura del corpo pompa

4) la temperatura media integrale del corpo pompa è maggiore del limite di temperatura media integrale del corpo pompa e la temperatura del corpo pompa attuale è maggiore della soglia di temperatura del corpo pompa per l’integrazione nel tempo

In questo modo, la valvola di by-pass 6 viene attivata solo quando strettamente necessario, secondo una logica di controllo atta a minimizzare il dispendio energetico dovuto al drenaggio dell’olio e a massimizzare lo smaltimento di calore nelle fasi critiche del ciclo di lavoro.

Il driver 100 appena descritto è facilmente in grado di operare per qualsiasi ciclo di lavoro, in quanto è sufficiente modificare i valori di soglia di temperatura in base alle quali il dispositivo di controllo della temperatura 103 aziona la valvola di bypass 6. Il driver 100 può inoltre essere adattato a diversi tipi di servo-pompe semplicemente impostando nello schema predittivo usato dall’unità di elaborazione 102 i parametri dei componenti impiegati.

L’unità di elaborazione 102 del driver 100, inoltre, è in grado di elaborare un’indicazione dello stato di usura della pompa 2 e di integrarla all’interno dello schema predittivo utilizzato per calcolare le temperature del corpo pompa Tpump e olio Toil.

L’usura della pompa derivante dal suo continuo utilizzo ha una forte incidenza nello schema predittivo, in quanto contribuisce all’aumento di energia immagazzinata sotto forma di calore e quindi al surriscaldamento della pompa. Essa richiede dunque di essere stimata per tenerne conto nello schema predittivo.

Con riferimento alla fig. 4, l’usura viene valutata tramite un calcolo del lavoro utile eseguito dalla pompa 2 integrando nel tempo i valori di pressione p e portata Q, moltiplicati per un fattore di peso in funzione della pressione w(p). Questo valore viene normalizzato considerando un indice Ltot equivalente al lavoro della pompa a fine vita, in modo da ottenere la percentuale di vita utile rimanente del componente e quindi stabilirne il grado di usura, che rientrerà direttamente nel calcolo della variabile utilizzata per la valutazione delle temperature da parte dell’unità di elaborazione 102, secondo l’Espressione 1.

Facendo nuovamente riferimento alla fig. 1, viene ora descritto un metodo di controllo del circuito idraulico 1.

In primo luogo, viene controllato il valore di velocità di rotazione n del motore 3 e quindi la portata dell’olio in mandata dalla pompa a cilindrata fissa 2. Il controllo viene effettuato sulla base di un valore di velocità di rotazione n_feedback del motore 3 e di pressione P dell’olio in mandata dalla pompa 2 misurata dal sensore di pressione 4. Il valore n_feedback è misurato da un sensore di velocità di rotazione ed è un valore di controllo in retroazione.

Al termine di questa fase, si ottiene un dato relativo al valore di corrente I erogata per comandare il motore elettrico, che viene impiegato in una seconda fase insieme alle già citate misure di pressione P dell’olio in uscita dalla pompa 2 e di velocità di rotazione del motore n_feedback. In questa fase, oltre alle grandezze misurate, vengono impiegati anche i parametri fisici relativi al tipo di pompa e motore, tra cui costante di coppia Kt del motore, cilindrata D e rendimento idraulico η della pompa. I valori in ingresso vengono impiegati per applicare uno schema predittivo al fine di valutare la temperatura “attuale” del corpo della pompa Tpump e dell’olio al suo interno Toil.

Lo schema predittivo si basa su un bilancio energetico delle potenze in ingresso e uscita dalla pompa 3, secondo lo schema mostrato in fig. 2, da cui viene ricavato un sistema di equazioni differenziali, la cui integrazione permette di calcolare in tempo reale le temperatura del corpo della pompa Tpump e dell’olio al suo interno Toil.

In un’ultima fase, i valori di temperatura Tpump e Toil così ottenuti vengono utilizzati con due finalità diverse. La prima consiste nel confrontare i valori attuali di temperatura Tpump e Toil con dei valori di riferimento Tp,pump e Tp,oil, che sono valori di soglia di protezione della temperatura del corpo pompa e dell’olio interno al corpo pompa.

La seconda finalità consiste nell’utilizzare i valori attuali di temperatura Tpump e Toil per calcolare delle temperature medie integrali Ti,pump, Ti,oil secondo l’espressione 2.1 e l’espressione 2.2. Queste temperature medie integrali, a loro volta, in combinazione con le temperature attuali Tpump e Toil, vengono confrontate con ulteriori valori di riferimento, che sono valori limite di temperatura e di soglia di protezione per le temperature medie integrali.

Il metodo confronta le quattro temperature elaborate Tpump, Toil, Ti,pump, Ti,oil secondo lo schema di fig. 3 ed aziona la valvola di bypass 6 al verificarsi di almeno una delle quattro condizioni già esposte.

Si riesce così a controllare la temperatura di una pompa 2 che viene utilizzata all’interno di un circuito idraulico 1. Il metodo si basa sostanzialmente sull’elaborazione dei valori di funzionamento e dei parametri fisici dei componenti utilizzati, ovvero pompa e motore, e risulta particolarmente efficace per l’applicazione in circuiti dotati di servo-pompe a cilindrata fissa alimentati da motori elettrici a magneti permanenti. Il metodo può quindi essere facilmente adattato a vari tipi di servo-azionamenti ed essere applicato a differenti cicli di lavoro modificando i valori di soglia di temperatura prevista.

La presente invenzione non è limitata alla particolare forma di realizzazione precedentemente descritta e illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio, alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito nelle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo (100) per la protezione di una pompa a cilindrata fissa (2) in un circuito idraulico (1) comprendente detta pompa a cilindrata fissa (2) azionata da un motore elettrico (3) atta a pescare fluido di lavoro da un serbatoio (7), un sensore di pressione (4) atto a misurare la pressione (P) in uscita da detta pompa (2) e una valvola di bypass (6) atta a drenare una parte del fluido di lavoro verso detto serbatoio (7), detto dispositivo di controllo (100) comprendendo: - un’unità di controllo del motore (101) che controlla la velocità di rotazione del motore (n) sulla base di un valore di controllo di rotazione in retroazione (n_feedback) e del valore di pressione (P) in uscita dalla pompa (2); - un’unità di elaborazione (102) che calcola la temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil) sulla base del valore di controllo in retroazione (n_feedback) della rotazione del motore (3), del valore di pressione (P) in uscita dalla pompa (2), della corrente (I) erogata per comandare il motore (3) alla velocità (n) e dei parametri di funzionamento (D, Kt,�) della pompa (2) e del motore (3); - un’unità di controllo della temperatura (103) che elabora detti valori di temperatura calcolati del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil) e aziona in modo selettivo la valvola di bypass (6) sulla base di detta elaborazione.
2. Dispositivo di controllo (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di controllo della temperatura (103) riceve in ingresso detti valori di temperatura calcolati del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil), effettua un’integrazione di questi valori su una base di integrazione temporale di corpo pompa e di fluido, rispettivamente, per ottenere dei valori di temperatura media integrale dell’olio nella pompa (Ti,oil) e del corpo pompa (Ti,pump) ed effettua l’azionamento selettivo della valvola di bypass (6) solo quando detti valori di temperatura calcolati del corpo pompa e dell’olio (Tpump, Toil) o detti valori di temperatura media integrale (Ti,pump, Ti,oil) raggiungono valori di soglia predeterminati.
3. Dispositivo di controllo (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta unità di elaborazione (102) utilizza detti valori di controllo in retroazione (n_feedback) della rotazione del motore (3), di pressione (P) in uscita dalla pompa (2), di corrente (I) erogata per comandare il motore (3) e detti parametri di funzionamento (D, Kt, η) per valutare le potenze energetiche in ingresso e uscita dalla pompa (2).
4. Dispositivo di controllo (100) secondo la rivendicazione 3, in cui l’unità di elaborazione (102) utilizza dette potenze energetiche per effettuare un bilancio energetico al fine di calcolare la temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil).
5. Dispositivo di controllo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione (102) utilizza i valori di temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e di fluido al suo interno (Toil) per valutare lo stato di usura della pompa (2).
6. Dispositivo di controllo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto motore elettrico (3) è un motore sincrono a magneti permanenti.
7. Metodo di controllo per la protezione di una pompa a cilindrata fissa (2) in un circuito idraulico (1) comprendente detta pompa a cilindrata fissa (2) azionata da un motore elettrico (3) atta a pescare fluido di lavoro da un serbatoio (7), un sensore di pressione (4) atto a misurare la pressione (P) in uscita da detta pompa (2) e una valvola di bypass (6) atta a drenare una parte del fluido di lavoro verso detto serbatoio (7), in cui detto metodo comprende le fasi consistenti nel: - controllare la velocità di rotazione (n) del motore (3) sulla base di un valore di controllo di velocità di rotazione in retroazione (n_feedback) e di un valore di pressione (P) in uscita dalla pompa (2); - ricevere in ingresso il valore di controllo in retroazione (n_feedback) della rotazione del motore (3), di pressione (P) in uscita dalla pompa (2), di corrente (I) erogata per comandare il motore (3) alla velocità (n), e di parametri di funzionamento (D, Kt, η) della pompa (2) e del motore (3) e calcolare i valori di temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil); - elaborare detti valori di temperatura del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil) per ottenere dei valori di temperature medie integrali di corpo pompa (Ti,pump) e fluido (Ti,oil) che vengono confrontati con valori di soglia predeterminati e comandare in modo selettivo l’attivazione della valvola di bypass (6).
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui detti valori di controllo in retroazione (n_feedback) della rotazione del motore (3), di pressione (P) in uscita dalla pompa (2), di corrente erogata (I) per comandare il motore (3) e di detti parametri di funzionamento (D, Kt, η) sono ricevuti in ingresso alla seconda fase per essere utilizzati all’interno di uno schema predittivo che compie le seguenti operazioni: - effettuare un bilancio energetico delle potenze in ingresso e uscita dalla pompa per ottenere un sistema di equazioni differenziali; - integrare le equazioni differenziali ottenute per ricavare i valori di temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil).
9. Metodo secondo una delle rivendicazioni 7 o 8, in cui dette temperature medie integrali di corpo pompa (Ti,pump) e fluido (Ti,oil) sono calcolate integrando i valori di temperatura interna del corpo della pompa (Tpump) e del fluido al suo interno (Toil) su una base di integrazione temporale di corpo pompa e di fluido, rispettivamente, secondo le seguenti espressioni:
10. Metodo di controllo secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui detti valori di temperatura calcolati del corpo pompa e dell’olio (Tpump, Toil) e detti valori di temperatura media integrale (Ti,pump, Ti,oil) vengono confrontati con valori di temperatura di soglia predeterminati in modo da azionare la valvola di bypass (6) quando si verifica una delle seguenti condizioni: - temperatura interna dell’olio attuale maggiore di una soglia di temperatura di protezione per la temperatura interna dell’olio

- temperatura media integrale interna dell’olio maggiore di un limite di temperatura media integrale interna dell’olio e temperatura interna dell’olio attuale maggiore di una soglia di temperatura interna dell’olio per l’integrazione nel tempo - temperatura del corpo pompa attuale maggiore di una soglia di temperatura di protezione per la temperatura del corpo pompa

- temperatura media integrale del corpo pompa maggiore di un limite di temperatura media integrale del corpo pompa e temperatura del corpo pompa attuale maggiore di una so glia di temperatura del corpo pompa per l’integrazione nel tempo