JP5746155B2 - 設備に組み込まれた電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置の特性値、特にパラメータを決定する方法 - Google Patents
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Description
Zmは掘削孔の液面高さであり、
Δtは時間(時間インターバル)であり、
Δzmは時間Δtにおける液面高さの変化量であり、
qinは算出される掘削孔への流入量であり、
Awは掘削孔の断面積であり、
η0,…,ηkは掘削孔への流入を模擬する数学モデルのパラメータである。
qoutは設備から送出される送出量であり、
qpumpはポンプの送出量であり、
poutは膨張容器の圧力であり、
Δtは時間(時間インターバル)であり、
Δpoutは時間Δtにおける膨張容器の圧力変化量であり、
Keは膨張容器の定数である。
出願当初の請求項は以下の通りであった。
〔請求項1〕
設備に組み込まれて速度制御装置を有する電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置の特性値、特にパラメータを、前記モータ及び/又は前記速度制御装置の電気的可変量と、前記ポンプで生成される圧力と、に基づいて決定する方法であって、
前記ポンプの少なくとも2つの異なる運転点を順次生起し、
前記生起した運転点での送出量を設備側で判定し、
前記判定した送出量に基づいて前記特性値を決定する、
ポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項2〕
前記パラメータは、前記モータ及び/又は前記ポンプのモデル法則に従う関数の一部であり、好ましくはパラメータ線形形式の関数の一部である、請求項1に記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項3〕
前記送出量を規定する関数は、流体力学的出力に依存する可変量及び/又は電気的出力に依存する可変量を含む第1の項と、流体力学的出力に依存する可変量及び/又は電気的出力に依存する可変量を含む第2の項と、を少なくとも含んで構成され、前記第1及び第2の項がそれぞれ前記パラメータのうちの1つと乗法的に組み合わされる、請求項1又は請求項2に記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項4〕
前記パラメータは、ポンプモデルの少なくとも一部を構成し、かつ、下記式(a)のように組み合わされ、
qは前記ポンプの送出量であり、
pは前記ポンプの送出圧であり、
ω r は前記ポンプの回転速度であり、
Tは前記ポンプの駆動トルクであり、
γ 1 〜γ 3 は部分ポンプモデルの前記パラメータである、
請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項5〕
前記パラメータは、ポンプモデルの少なくとも一部を構成し、かつ、下記式(b)のように組み合わされ、
qは前記ポンプの送出量であり、
pは前記ポンプの送出圧であり、
ω r は前記ポンプの回転速度であり、
Tは前記ポンプの駆動トルクであり、
γ 0 〜γ 3 は部分ポンプモデルの前記パラメータである、
請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項6〕
前記パラメータは、ポンプモデルの好ましくは別の一部を構成し、かつ、下記式(c)のように組み合わされ、
pは前記ポンプの送出圧であり、
ω r は前記ポンプの回転速度であり、
Tは前記ポンプの駆動トルクであり、
θ 0 〜θ 8 は部分ポンプモデルの前記パラメータである、
請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項7〕
ここで、ω e は前記モータの電圧源の周波数であり、P e は前記モータで消費される電力である、
請求項4〜請求項6のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項8〕
前記ポンプは、前記設備の一部を構成する少なくとも1つの掘削孔より液体を送出し、
前記掘削孔の液面高さの時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定し、この送出量の判定では、前記ポンプの運転時と運転停止時とにおける前記掘削孔の液面高さの変化及びこの変化に基づいて得られる流入量及び流出量を比較する、請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項9〕
前記掘削孔への流入量を下記式(f)及び式(g)を用いて判定し、
Z m は前記掘削孔の液面高さであり、
Δtは時間であり、
Δz m は時間Δtにおける液面高さの変化量であり、
q in は算出される前記掘削孔への流入量であり、
A w は前記掘削孔の断面積であり、
η 0 ,…,η k は前記掘削孔への流入を模擬する数学モデルの前記パラメータである、
請求項8に記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項10〕
前記ポンプは前記設備の縦穴より液体を送出し、
前記縦穴の液面高さの時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定し、更に、この送出量の判定では、前記ポンプの運転時の前記縦穴の液面高さの変化及び前記ポンプの運転停止時の前記縦穴の液面高さの変化と、前記縦穴の形状とを考慮する、請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項11〕
前記ポンプは前記設備の膨張容器内に流体を送出し、
前記膨張容器内の圧力の時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定し、更に、この送出量の判定では、前記ポンプの運転時の前記膨張容器内の圧力と、前記ポンプの運転停止時の前記膨張容器内の圧力とを考慮する、請求項1〜請求項10のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
〔請求項12〕
前記ポンプの送出量を下記式(h)を用いて判定し、
q out は前記設備から送出される送出量であり、
q pump は前記ポンプの送出量であり、
p out は前記膨張容器の圧力であり、
Δtは時間であり、
Δp out は時間Δtにおける膨張容器の圧力変化量であり、
K e は前記膨張容器の定数である、
請求項11に記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項13〕
請求項4又は請求項5に記載のポンプモデルの一部を運転時の前記ポンプの送出量の判定に用いる、請求項1〜請求項12のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項14〕
前記特性値を時間的間隔を空けて新たに決定し、前記ポンプ装置の機能の監視のために、新たに決定した前記特性値と以前に決定した前記特性値とを比較する、請求項1〜請求項13のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項15〕
請求項4又は請求項5に記載のポンプモデルと請求項6に記載のポンプモデルとを用いて前記ポンプの流体力学的出力を判定し、時間的間隔を空けて前記ポンプの流体力学的出力を新たに判定し、前記ポンプ装置の出力性能を監視するために、新たに判定した前記ポンプの流体力学的出力と以前に判定した前記ポンプの流体力学的出力とを比較する、請求項1〜請求項14のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
〔請求項16〕
前記特性値を同定モードにて好ましくは自動的に決定し、次にこの決定した前記特性値を運転モードにて前記設備の運転可変量の判定に用い、特に前記ポンプ装置の運転可変量の判定に用いる、請求項1〜請求項15のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
2 運転モード
3 縦穴
4 液面高さ
6、7、8、9 図3のインターバル
10、11 図4のインターバル
12 ボアホールポンプ
13 掘削孔(ボアホール)
14 ポンプ
15 膨張容器
16、17 図7のインターバル
18、19 図8の曲線
Zg 地下水位
Zf フィルタ入力圧
Zw 井戸の水位
Claims (16)
- 設備に組み込まれて速度制御装置を有する電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置であって、かつ、前記設備の液体を送出する遠心ポンプを備える前記ポンプ装置の、パラメータである特性値を、前記モータ及び/又は前記速度制御装置の電気的可変量と、前記ポンプで生成される圧力と、に基づいて決定する方法において、
前記ポンプの少なくとも2つの異なる運転点を順次生起するステップと、
前記設備の液面高さの時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定するステップと、
前記判定した送出量に基づいて前記特性値を決定するステップと、
を含む、
ポンプ装置の特性値の決定方法。 - 前記ポンプは、前記設備の一部を構成する少なくとも1つの掘削孔より液体を送出し、
前記送出量を判定するステップでは、前記ポンプの運転停止時と運転時とにおける前記掘削孔の液面高さの変化及びこの変化に基づいて得られる流入量及び流出量を比較することにより、前記送出量を判定する、請求項1に記載のポンプ装置の特性値の決定方法。 - 設備に組み込まれて速度制御装置を有する電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置であって、かつ、前記設備の縦穴より液体を送出する遠心ポンプを備える前記ポンプ装置の、パラメータである特性値を、前記モータ及び/又は前記速度制御装置の電気的可変量と、前記ポンプで生成される圧力と、に基づいて決定する方法において、
前記ポンプの少なくとも2つの異なる運転点を順次生起するステップと、
前記縦穴の液面高さの時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定するステップと、
前記判定した送出量に基づいて前記特性値を決定するステップと、
を含む、
ポンプ装置の特性値の決定方法。 - 前記送出量を判定するステップでは、前記ポンプの運転時の前記縦穴の液面高さの変化及び前記ポンプの運転停止時の前記縦穴の液面高さの変化と、前記縦穴の形状とを考慮して前記送出量を判定する、請求項3に記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
- 設備に組み込まれて速度制御装置を有する電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置であって、かつ、前記設備の膨張容器内に流体を送出する遠心ポンプを備える前記ポンプ装置の、パラメータである特性値を、前記モータ及び/又は前記速度制御装置の電気的可変量と、前記ポンプで生成される圧力と、に基づいて決定する方法において、
前記ポンプの少なくとも2つの異なる運転点を順次生起するステップと、
前記膨張容器内の圧力の時間的変化に基づいて、前記生起した運転点での送出量を判定するステップと、
前記判定した送出量に基づいて前記特性値を決定するステップと、
を含む、
ポンプ装置の特性値の決定方法。 - 前記送出量を判定するステップでは、前記ポンプの運転時の前記膨張容器内の圧力と、前記ポンプの運転停止時の前記膨張容器内の圧力とを考慮して前記送出量を判定する、請求項5に記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
- 前記パラメータは、前記モータ及び/又は前記ポンプのモデル法則に従う関数の一部である、請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
- 前記送出量を規定する関数は、流体力学的出力に依存する可変量及び/又は電気的出力に依存する可変量を含む第1の項と、流体力学的出力に依存する可変量及び/又は電気的出力に依存する可変量を含む第2の項と、を少なくとも含んで構成され、前記第1及び第2の項がそれぞれ前記パラメータのうちの1つと乗法的に組み合わされる、請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載のポンプ装置の特定値の決定方法。
- 請求項9又は請求項10に記載のポンプモデルの一部を運転時の前記ポンプの送出量の判定に用いる、請求項9又は請求項10に記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
- 前記特性値を時間的間隔を空けて新たに決定し、前記ポンプ装置の機能の監視のために、新たに決定した前記特性値と以前に決定した前記特性値とを比較する、請求項1〜請求項13のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
- 請求項9又は請求項10に記載のポンプモデルと請求項11に記載のポンプモデルとを用いて前記ポンプの流体力学的出力を判定し、時間的間隔を空けて前記ポンプの流体力学的出力を新たに判定し、前記ポンプ装置の出力性能を監視するために、新たに判定した前記ポンプの流体力学的出力と以前に判定した前記ポンプの流体力学的出力とを比較する、請求項11に記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
- 前記特性値を同定モードにて自動的に決定し、次にこの決定した前記特性値を運転モードにて前記設備の運転可変量の判定に用いる、請求項1〜請求項15のいずれか1つに記載のポンプ装置の特性値の決定方法。
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