JPH05292769A - 遠心ポンプユニットの単相誘導電動機回転子のジヤム排除方法並びにこれによって構成される遠心ポンプユニット - Google Patents
遠心ポンプユニットの単相誘導電動機回転子のジヤム排除方法並びにこれによって構成される遠心ポンプユニットInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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- H—ELECTRICITY
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 手動によるジヤム排除を不要とするジヤム排
除方法とこの方法により構成される単相誘導電動機遠心
ポンプを提供する。 【構成】 遠心ポンプユニットは、少なくとも１つの出
力巻線５と分割管ケーシング内に収容される始動巻線
１，２とを備えた、単相誘導電動機形式の分割管電動機
を有する。回転子の閉塞排除のために整流要素８が設け
られるが、この要素は、始動機或いは出力巻線５の少な
くとも一部分と並列もしくは直列に連結されることがで
きる。電動機により発生された平均トルクは、非ジヤム
段階においては常に同一方向であるので、ポンプは、非
ジヤム時には正確な方向へ回転を開始する。整流要素８
は、ポンプユニットが始動する度毎に、好適には所定時
間の間、連結されることもでき、或いはジヤムが発生し
た際にのみ連結されることもできる。
除方法とこの方法により構成される単相誘導電動機遠心
ポンプを提供する。 【構成】 遠心ポンプユニットは、少なくとも１つの出
力巻線５と分割管ケーシング内に収容される始動巻線
１，２とを備えた、単相誘導電動機形式の分割管電動機
を有する。回転子の閉塞排除のために整流要素８が設け
られるが、この要素は、始動機或いは出力巻線５の少な
くとも一部分と並列もしくは直列に連結されることがで
きる。電動機により発生された平均トルクは、非ジヤム
段階においては常に同一方向であるので、ポンプは、非
ジヤム時には正確な方向へ回転を開始する。整流要素８
は、ポンプユニットが始動する度毎に、好適には所定時
間の間、連結されることもでき、或いはジヤムが発生し
た際にのみ連結されることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心ポンプユニットの
単相誘導電動機回転子のジヤム排除方法並びこれによっ
て構成される遠心ポンプユニットに関する。
単相誘導電動機回転子のジヤム排除方法並びこれによっ
て構成される遠心ポンプユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】この形式の遠心ポンプユニットは、液中
電動機を備える場合には、暖房システムの循環ポンプと
して広く使用されている。これらユニットの発生出力は
大抵は典型的に１００ワット以下であるので、電動機は
極めて小さい始動トルクしか有しない。例えば暖房装置
のような閉塞システム、或いは開放システムにおいて
も、流動流体の汚濁によって問題が発生する。汚濁は、
塵埃粒子、或いは浮游石灰もしくは他物質の沈澱粒子の
形状であり得る。このような粒子が遠心ポンプユニット
に達すると、この時ユニットが作動中である場合には、
この粒子は問題とはならないが、ポンプユニットが一旦
停止されると、ポンプユニットの内部に存在する粒子に
より容易に回転子が詰込停止（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）、す
なわちジヤム（ｊａｍｍｉｎｇ）し、このため、ユニッ
トが再始動されても、回転子の回転が不可能となる。こ
のような回転子のジヤムは、殊に、流動流体によって回
転子軸上に発生する固形粒子すなわち沈澱物（例えば、
石灰）によって引起こされる。このような粒子或いは沈
澱物は、スイッチオフの際に発生する回転子の軸方向移
動によって軸受隙間内に引き込まれる。今日、軸受公差
は騒音発生の理由から出来る限り小さく設定されている
ので、極めて小さい粒子でも、電動機の始動トルクでは
電動機を動作しない程度にまで軸受内の摩擦モーメント
を増大させてしまう。
電動機を備える場合には、暖房システムの循環ポンプと
して広く使用されている。これらユニットの発生出力は
大抵は典型的に１００ワット以下であるので、電動機は
極めて小さい始動トルクしか有しない。例えば暖房装置
のような閉塞システム、或いは開放システムにおいて
も、流動流体の汚濁によって問題が発生する。汚濁は、
塵埃粒子、或いは浮游石灰もしくは他物質の沈澱粒子の
形状であり得る。このような粒子が遠心ポンプユニット
に達すると、この時ユニットが作動中である場合には、
この粒子は問題とはならないが、ポンプユニットが一旦
停止されると、ポンプユニットの内部に存在する粒子に
より容易に回転子が詰込停止（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）、す
なわちジヤム（ｊａｍｍｉｎｇ）し、このため、ユニッ
トが再始動されても、回転子の回転が不可能となる。こ
のような回転子のジヤムは、殊に、流動流体によって回
転子軸上に発生する固形粒子すなわち沈澱物（例えば、
石灰）によって引起こされる。このような粒子或いは沈
澱物は、スイッチオフの際に発生する回転子の軸方向移
動によって軸受隙間内に引き込まれる。今日、軸受公差
は騒音発生の理由から出来る限り小さく設定されている
ので、極めて小さい粒子でも、電動機の始動トルクでは
電動機を動作しない程度にまで軸受内の摩擦モーメント
を増大させてしまう。
【０００３】前記形式の典型的なポンプは、例えばドイ
ツ国特許第３２ １０ ７６１ Ｃ１号から公知であ
る。この公報には、前述した問題が同様に記載されてい
る。この問題を解決するために、記載されているポンプ
ユニットは−大抵のこの種形式のポンプユニットと同様
に−、分割管ケーシングおよびポンプハウジングのベー
スに開口部を有し、そしてこの開口部は、プラグ手段に
より閉塞されることができる。この開口部を通して、電
動機の回転子軸の端部は、プラグを取外ずした後自由に
アクセスすることができる。そしてこの開口部を通し
て、ねじドライバを、回転子軸端面上の溝内に挿入して
回転することにより、ポンプジヤムを排除することがで
きる。
ツ国特許第３２ １０ ７６１ Ｃ１号から公知であ
る。この公報には、前述した問題が同様に記載されてい
る。この問題を解決するために、記載されているポンプ
ユニットは−大抵のこの種形式のポンプユニットと同様
に−、分割管ケーシングおよびポンプハウジングのベー
スに開口部を有し、そしてこの開口部は、プラグ手段に
より閉塞されることができる。この開口部を通して、電
動機の回転子軸の端部は、プラグを取外ずした後自由に
アクセスすることができる。そしてこの開口部を通し
て、ねじドライバを、回転子軸端面上の溝内に挿入して
回転することにより、ポンプジヤムを排除することがで
きる。
【０００４】この手動によるジヤム排除は、一般に所望
の結果をもたらすが、しかしながら、時間を浪費し、且
つ専門家によって行なわれなければならないという不利
を有する。これは、時間を遅延し且つコストを増大す
る。
の結果をもたらすが、しかしながら、時間を浪費し、且
つ専門家によって行なわれなければならないという不利
を有する。これは、時間を遅延し且つコストを増大す
る。
【０００５】しかも、専門家であっても、ポンプジヤム
を排除する上記作業は危険を伴うものである。プラグの
除去により、通常は加圧水であるシステムが開放される
と、極めて高温の水が軸受の隙間から圧力を受けて周囲
に噴出することがある。
を排除する上記作業は危険を伴うものである。プラグの
除去により、通常は加圧水であるシステムが開放される
と、極めて高温の水が軸受の隙間から圧力を受けて周囲
に噴出することがある。
【０００６】更に別の不利な点は、典型的な現代の暖房
システムは、この３種類のポンプユニットが１つの装置
として協働しており、装置の調整或いは制御を介して自
動的にスイッチオン，オフされる。このため、全装置の
停止および破損の危険は、ポンプのスイッチオン，オフ
の頻度に極めて大きく依存している。
システムは、この３種類のポンプユニットが１つの装置
として協働しており、装置の調整或いは制御を介して自
動的にスイッチオン，オフされる。このため、全装置の
停止および破損の危険は、ポンプのスイッチオン，オフ
の頻度に極めて大きく依存している。
【０００７】また更に、閉塞可能な開口部を、分割管ポ
ンプケーシングのベース内に設け、また電動機ハウジン
グ内に整列させて設けることは、構造的に不利である。
追加処理工程および要素（プラグ，シール等）を必要と
する。また、開口部のアクセスが必要とされるので、特
にコンパクトな暖房装置においては、その装着位置が制
約されてしまう。
ンプケーシングのベース内に設け、また電動機ハウジン
グ内に整列させて設けることは、構造的に不利である。
追加処理工程および要素（プラグ，シール等）を必要と
する。また、開口部のアクセスが必要とされるので、特
にコンパクトな暖房装置においては、その装着位置が制
約されてしまう。
【０００８】
【本発明の目的】そこで、本発明は、回転子の閉塞除去
方法において発生する前述した問題を基に構成されてい
るもので、その目的は、前述した問題を解決することで
あり、特に前記手動ジヤム排除を不要とし、外部的制御
が可能で、或いは自動制御もしくは調整工程と協働する
ことができる回転子の閉塞除去方法を提供することにあ
る。更に、本発明の別の目的は、本発明の前記方法を適
用するよう構成した、単相誘導電動機遠心ポンプユニッ
トを提供することにある。
方法において発生する前述した問題を基に構成されてい
るもので、その目的は、前述した問題を解決することで
あり、特に前記手動ジヤム排除を不要とし、外部的制御
が可能で、或いは自動制御もしくは調整工程と協働する
ことができる回転子の閉塞除去方法を提供することにあ
る。更に、本発明の別の目的は、本発明の前記方法を適
用するよう構成した、単相誘導電動機遠心ポンプユニッ
トを提供することにある。
【０００９】
【発明の概要】前記目的は、ポンプユニット電動機を設
けた本発明により達成され、このポンプユニット電動機
は電気的に制御されることにより、ポンプユニットのジ
ヤム排除のための増大されたトルクおよび／もしくは方
向を変更されたトルクを発生すしている。
けた本発明により達成され、このポンプユニット電動機
は電気的に制御されることにより、ポンプユニットのジ
ヤム排除のための増大されたトルクおよび／もしくは方
向を変更されたトルクを発生すしている。
【００１０】ユニットのジヤム排除のための増大された
トルクは、好適には、オーバタイムを変更する電圧によ
り作用される電動機巻線の少なくとも一部分により発生
され、振動周期（供給電圧の）の間に形成される前記電
圧の平均値は、ポンプユニットのジヤム排除ではゼロに
はならない。これは、幾多の方法で達成されることがで
きる。例えば、電圧供給は振動周期のうち少しの間だけ
は断続されることができ、供給電圧のゼロ線は変位され
ることができ、或いは電圧の平均値は別の方法で変更さ
れることもできる。理解されるべきは、電動機はジヤム
排除段階で電圧により制御され、その電圧の経時的平均
値はゼロにならないように制御されるということであ
る。供給回路網内の不規則性のために発生し、精密な測
定で平均電圧値がゼロにはならないとしても、この変動
は無視できる程度のものであり、電動機により発生され
るトルクを変動するに足るものではないので、本発明に
特有の目的を達成することができる。
トルクは、好適には、オーバタイムを変更する電圧によ
り作用される電動機巻線の少なくとも一部分により発生
され、振動周期（供給電圧の）の間に形成される前記電
圧の平均値は、ポンプユニットのジヤム排除ではゼロに
はならない。これは、幾多の方法で達成されることがで
きる。例えば、電圧供給は振動周期のうち少しの間だけ
は断続されることができ、供給電圧のゼロ線は変位され
ることができ、或いは電圧の平均値は別の方法で変更さ
れることもできる。理解されるべきは、電動機はジヤム
排除段階で電圧により制御され、その電圧の経時的平均
値はゼロにならないように制御されるということであ
る。供給回路網内の不規則性のために発生し、精密な測
定で平均電圧値がゼロにはならないとしても、この変動
は無視できる程度のものであり、電動機により発生され
るトルクを変動するに足るものではないので、本発明に
特有の目的を達成することができる。
【００１１】電動機の制御に使用される好適な解決方法
は、電動機巻線の少なくとも一部分に交流を供給するこ
とにより構成され、この場合、その負もしくは正の半波
が一定時間フイルタされるか、もしくは抑制される。こ
れは、例えば整流要素を巻線もしくは巻線の一部分に連
結することにより行うことができる。この整流要素は、
ジヤム排除の目的のために発動的に連結される。これ
は、ユニットがスイッチオンされる度毎に、或いはそう
しない場合には独立したスイッチ位置もしくは制御を介
して、所定時間行うことができる。ここで理解されるべ
きは、この方法は全自動連続制御方式に組込まれること
が可能であり、この制御方式においては、ポンプの作動
状態を測定するセンサが必要となるということである。
は、電動機巻線の少なくとも一部分に交流を供給するこ
とにより構成され、この場合、その負もしくは正の半波
が一定時間フイルタされるか、もしくは抑制される。こ
れは、例えば整流要素を巻線もしくは巻線の一部分に連
結することにより行うことができる。この整流要素は、
ジヤム排除の目的のために発動的に連結される。これ
は、ユニットがスイッチオンされる度毎に、或いはそう
しない場合には独立したスイッチ位置もしくは制御を介
して、所定時間行うことができる。ここで理解されるべ
きは、この方法は全自動連続制御方式に組込まれること
が可能であり、この制御方式においては、ポンプの作動
状態を測定するセンサが必要となるということである。
【００１２】従って、本発明の方法によれば、ポンプユ
ニットのジヤム排除を外部的干渉なしに行うことができ
る。これは、従来標準的に備えられていた分割管ケーシ
ングおよびハウジングの端壁内の開口部を、その付属閉
塞プラグ等と共に完全に不要とするので、構造的な利点
となる。
ニットのジヤム排除を外部的干渉なしに行うことができ
る。これは、従来標準的に備えられていた分割管ケーシ
ングおよびハウジングの端壁内の開口部を、その付属閉
塞プラグ等と共に完全に不要とするので、構造的な利点
となる。
【００１３】装置に係わる前記問題は、本発明に従って
解決され、ここにおいて、整流要素が遠心ポンプユニッ
トに付属しており、この整流要素は、ポンプユニット電
動機の巻線の少なくとも一部分に対して並列もしくは直
列に一定時間連結することができる。このような切替え
配置において、整流要素（例えば、ダイオード）が連結
されると、電動機は通常の始動トルクのまさに２倍以上
の始動トルクを発生することが判明した。しかしなが
ら、このトルクは従来技術におけるように一定値を保持
するのもではなく、周期的に且つ電動機に供給される電
源周波数に応じて変化する。そしてまた、その大きさの
みならずその回転方向も変化する。若し、例えば、遠心
ポンプユニットが周波数整流なしに通常のライン周波数
５０Ｈｚで運転される場合には、この始動トルクも、整
流要素配置に従い同期はずれではなく、ライン周波数と
共に変化する。本発明による整流要素を使用する前記配
置においては、回転方向が周期的に変更すると共に平均
トルクモーメントは正に保持されるので、回転子は振動
するばかりでなく、実際に意図される回転方向へ始動す
る。従って、本発明に係わる解決方法によれば、増大さ
れた始動トルクが、振動効果並びに意図回転方向におけ
る回転子運動−これは、ジヤム排除に特に有効である−
と共に発生する。
解決され、ここにおいて、整流要素が遠心ポンプユニッ
トに付属しており、この整流要素は、ポンプユニット電
動機の巻線の少なくとも一部分に対して並列もしくは直
列に一定時間連結することができる。このような切替え
配置において、整流要素（例えば、ダイオード）が連結
されると、電動機は通常の始動トルクのまさに２倍以上
の始動トルクを発生することが判明した。しかしなが
ら、このトルクは従来技術におけるように一定値を保持
するのもではなく、周期的に且つ電動機に供給される電
源周波数に応じて変化する。そしてまた、その大きさの
みならずその回転方向も変化する。若し、例えば、遠心
ポンプユニットが周波数整流なしに通常のライン周波数
５０Ｈｚで運転される場合には、この始動トルクも、整
流要素配置に従い同期はずれではなく、ライン周波数と
共に変化する。本発明による整流要素を使用する前記配
置においては、回転方向が周期的に変更すると共に平均
トルクモーメントは正に保持されるので、回転子は振動
するばかりでなく、実際に意図される回転方向へ始動す
る。従って、本発明に係わる解決方法によれば、増大さ
れた始動トルクが、振動効果並びに意図回転方向におけ
る回転子運動−これは、ジヤム排除に特に有効である−
と共に発生する。
【００１４】本発明の前記効果（回転子の回転に同期す
る振動効果）は、ポンプのジヤム排除に対してだけでな
く、ボンプの運転状態（すなわち、回転或いは停止）の
測定に対しても、同様に使用することができる。これ
は、実際的に極めて有用なことである。若し、ユニット
の運転中にこの切換え配置が発動されると、この時回転
子が既に回転している場合には、僅かな振動のみが認め
られるだけであるが、しかしながら、若しポンプ回転子
がジヤムされている場合には、ポンプユニットは可なり
激しく振動する。従って、運転状態は、この振動をモニ
タすることにより、別に補助手段を必要とすることな
く、容易に監視することができる。この監視特性は、暖
房技術において殊に重要である。何となれば、現今の循
環ポンプは前述のような小さい振動量でしかも極めて静
粛に運転されるので、ユニットが運転しているか或いは
停止したかを測定するのは、しばしば極めて困難である
からである。
る振動効果）は、ポンプのジヤム排除に対してだけでな
く、ボンプの運転状態（すなわち、回転或いは停止）の
測定に対しても、同様に使用することができる。これ
は、実際的に極めて有用なことである。若し、ユニット
の運転中にこの切換え配置が発動されると、この時回転
子が既に回転している場合には、僅かな振動のみが認め
られるだけであるが、しかしながら、若しポンプ回転子
がジヤムされている場合には、ポンプユニットは可なり
激しく振動する。従って、運転状態は、この振動をモニ
タすることにより、別に補助手段を必要とすることな
く、容易に監視することができる。この監視特性は、暖
房技術において殊に重要である。何となれば、現今の循
環ポンプは前述のような小さい振動量でしかも極めて静
粛に運転されるので、ユニットが運転しているか或いは
停止したかを測定するのは、しばしば極めて困難である
からである。
【００１５】最も簡単な形式において、ダイオードが整
流要素として使用され得る。ダイオードは、安価に利用
できると共に、例えばこの種ポンプユニットに通常用い
られているステップスイッチを介して発動することがで
きる。
流要素として使用され得る。ダイオードは、安価に利用
できると共に、例えばこの種ポンプユニットに通常用い
られているステップスイッチを介して発動することがで
きる。
【００１６】三相電動機で駆動されるより大容量の遠心
ポンプユニットにおいて、整流要素を巻線に直列に連結
することは公知である。しかしながら、この方法は、本
発明に係わる方法と対比されるものではない。このよう
な方法は、ポンプの回転速度の制御、殊に回転速度の低
減にのみ指向されるものである。
ポンプユニットにおいて、整流要素を巻線に直列に連結
することは公知である。しかしながら、この方法は、本
発明に係わる方法と対比されるものではない。このよう
な方法は、ポンプの回転速度の制御、殊に回転速度の低
減にのみ指向されるものである。
【００１７】本発明は、整流要素および切換え配置を、
例えば接続箱内に実質的に統合することにより或いは分
離ハウジング内に取付けることにより、新規構成におい
ても或いは既存の遠心ポンプユニットに対しても簡単に
実現することができる。また、異なる部分、例えば対応
した装置をポンプユニットの供給ラインに挿入すること
による連続統合も可能である。
例えば接続箱内に実質的に統合することにより或いは分
離ハウジング内に取付けることにより、新規構成におい
ても或いは既存の遠心ポンプユニットに対しても簡単に
実現することができる。また、異なる部分、例えば対応
した装置をポンプユニットの供給ラインに挿入すること
による連続統合も可能である。
【００１８】特に、現在の周波数制御遠心ポンプユニッ
トにおいては、切換え配置を、ジヤム排除段階を実施す
るための整流要素とだけでなく、同時に閉塞排除のため
に特に好適な周波数を発生するための周波数制御器の制
御手段とも、発動的に連結することが有利であることが
立証されている。
トにおいては、切換え配置を、ジヤム排除段階を実施す
るための整流要素とだけでなく、同時に閉塞排除のため
に特に好適な周波数を発生するための周波数制御器の制
御手段とも、発動的に連結することが有利であることが
立証されている。
【００１９】本発明の別の目的および利点は、添付図面
を参照しなから以下述べる次の説明から明らかとなるで
あろう。
を参照しなから以下述べる次の説明から明らかとなるで
あろう。
【００２０】
【実施例】図１に、ジヤム排除装置を備えた遠心ポンプ
ユニットの単相誘導電動機の回路図を示す。電動機は２
つの巻線部分１および２からなる始動巻線を有し、この
巻線は、特定の周波数および電圧の主電源４を横切り、
コンデンサ３に直列に連結されている。しかしながら、
周波数は、直列に連結された周波数変換器を介して変更
することができる。
ユニットの単相誘導電動機の回路図を示す。電動機は２
つの巻線部分１および２からなる始動巻線を有し、この
巻線は、特定の周波数および電圧の主電源４を横切り、
コンデンサ３に直列に連結されている。しかしながら、
周波数は、直列に連結された周波数変換器を介して変更
することができる。
【００２１】電動機は更に出力巻線５を有し、この巻線
は、公知の方法で始動巻線１，２に並列に連結されると
共に、主電源４を同様に横切り連結されている。始動巻
線１，２は、コンデンサ３を介することにより、出力巻
線５に対して同期はずれで作動する。
は、公知の方法で始動巻線１，２に並列に連結されると
共に、主電源４を同様に横切り連結されている。始動巻
線１，２は、コンデンサ３を介することにより、出力巻
線５に対して同期はずれで作動する。
【００２２】図１から分かるように、出力巻線５は、ス
テップスイッチ６を介して、始動巻線１，２に対して並
列に、また始動巻線の巻線部分２に対しても並列に、さ
らにコンデンサ３に対しても並列に連結されることがで
きる。このようなスイッチ組合わせは、それ自体公知で
あり、そして、この種の遠心ポンプユニットの分野にお
いて、このポンプを簡単且つ安価に異なる出力で駆動す
るために通常用いられているものである。
テップスイッチ６を介して、始動巻線１，２に対して並
列に、また始動巻線の巻線部分２に対しても並列に、さ
らにコンデンサ３に対しても並列に連結されることがで
きる。このようなスイッチ組合わせは、それ自体公知で
あり、そして、この種の遠心ポンプユニットの分野にお
いて、このポンプを簡単且つ安価に異なる出力で駆動す
るために通常用いられているものである。
【００２３】前文中に記載したジヤムされた回転子をジ
ヤム排除するための装置は、回路図７ａとして、もしく
は回路図７ｂ（破線）により示されている。この装置
は、ダイオード形式の整流要素８ａもしくは８ｂとスイ
ッチ９ａもしくは９ｂよりなり、このダイオードが発動
連結されることによりジヤム排除段階が実施される。
ヤム排除するための装置は、回路図７ａとして、もしく
は回路図７ｂ（破線）により示されている。この装置
は、ダイオード形式の整流要素８ａもしくは８ｂとスイ
ッチ９ａもしくは９ｂよりなり、このダイオードが発動
連結されることによりジヤム排除段階が実施される。
【００２４】ジヤム排除装置７ａにおいては、ダイオー
ドは出力巻線５に直列に連結されている。図示されたス
イッチ位置においては、ダイオード８ａは発動されてお
り、すなわち、出力巻線５内を流れる交流の半波を抑制
している。スイッチ９ａが閉じられると、ジヤム排除装
置７ａは、ダイオード８ａがブリッジされることにより
連結を解除される。
ドは出力巻線５に直列に連結されている。図示されたス
イッチ位置においては、ダイオード８ａは発動されてお
り、すなわち、出力巻線５内を流れる交流の半波を抑制
している。スイッチ９ａが閉じられると、ジヤム排除装
置７ａは、ダイオード８ａがブリッジされることにより
連結を解除される。
【００２５】ジヤム排除装置の他の実施例が参照符号７
ｂで示されている。ここでは、ダイオード８ｂは始動巻
線１，２の巻線部分１に並列に連結されている。図示位
置では、装置は発動していない。スイッチ９ｂを閉じる
だけで、ダイオード８ｂが巻線部分１に並列に連結さ
れ、これにより、この巻線部分１内を流れる交流の半波
が、ダイオード８ｂを介して短絡されることにより抑制
される。
ｂで示されている。ここでは、ダイオード８ｂは始動巻
線１，２の巻線部分１に並列に連結されている。図示位
置では、装置は発動していない。スイッチ９ｂを閉じる
だけで、ダイオード８ｂが巻線部分１に並列に連結さ
れ、これにより、この巻線部分１内を流れる交流の半波
が、ダイオード８ｂを介して短絡されることにより抑制
される。
【００２６】図２に示す回路図に、ジヤム排除装置の更
に別の実施例が、参照符号７ｃにより示されている。こ
の回路図−なおここで、実際の電動機は図１に係わるも
のと同一である−から分かるように、ダイオード８ｃ
は、スイッチ９ｃを介してコンデンサ３に並列に連結さ
れることができ、これにより、閉塞排除装置７ｃが発動
される。図示されるスイッチ位置においては、装置は発
動されていない。図２に係わる切換え配置−ここで、ダ
イオード８ｃはコンデンサ３に並列に連結されることが
できる−によると、ジヤム排除に関して殊に良好な結果
が達成されることが、経験的に判明した。
に別の実施例が、参照符号７ｃにより示されている。こ
の回路図−なおここで、実際の電動機は図１に係わるも
のと同一である−から分かるように、ダイオード８ｃ
は、スイッチ９ｃを介してコンデンサ３に並列に連結さ
れることができ、これにより、閉塞排除装置７ｃが発動
される。図示されるスイッチ位置においては、装置は発
動されていない。図２に係わる切換え配置−ここで、ダ
イオード８ｃはコンデンサ３に並列に連結されることが
できる−によると、ジヤム排除に関して殊に良好な結果
が達成されることが、経験的に判明した。
【００２７】全ての装置７は、これらが発動されると、
図３にカーブ１０で図式的に示されているようなモーメ
ントパターンを回転子上に発生する。図３には、比較の
ためにカーブ１１が描かれているが、このカーブは、閉
塞排除装置を備えない場合の或いはその回路を発動しな
い場合における、同一回転子の始動モーメントを表した
ものである。両カーブ１０および１１を比較すると、本
発明に係わる回路により、回転子の始動トルクは通常の
電動機始動トルクの２倍以上のピーク値を達成されるこ
と、および更に、その始動方向が周期的に変更されるこ
とが明らかである。方向の転換周期は、主周波数、或い
は供給周波数変換器の始動周波数に対応する。使用する
ジヤム排除装置の形式により、カーブ形状においてもま
た殊に位相においても、モーメントカープはサイン形状
からジヤム排除段階（ここでは、極めて簡単化して表示
されている）へ変位する。更に、本発明に係わる全ての
装置は、回路が発動されると、オーバタイムが測定さ
れ、平均トルクＭｄが常に正の値となり、これにより回
転子が正確な方向に動作する。
図３にカーブ１０で図式的に示されているようなモーメ
ントパターンを回転子上に発生する。図３には、比較の
ためにカーブ１１が描かれているが、このカーブは、閉
塞排除装置を備えない場合の或いはその回路を発動しな
い場合における、同一回転子の始動モーメントを表した
ものである。両カーブ１０および１１を比較すると、本
発明に係わる回路により、回転子の始動トルクは通常の
電動機始動トルクの２倍以上のピーク値を達成されるこ
と、および更に、その始動方向が周期的に変更されるこ
とが明らかである。方向の転換周期は、主周波数、或い
は供給周波数変換器の始動周波数に対応する。使用する
ジヤム排除装置の形式により、カーブ形状においてもま
た殊に位相においても、モーメントカープはサイン形状
からジヤム排除段階（ここでは、極めて簡単化して表示
されている）へ変位する。更に、本発明に係わる全ての
装置は、回路が発動されると、オーバタイムが測定さ
れ、平均トルクＭｄが常に正の値となり、これにより回
転子が正確な方向に動作する。
【００２８】図１および図２には、ジヤム排除装置の３
つの装置或いは実施例が、一例として図示されている。
しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではな
い。すなわち、閉塞排除或いは作動状態（駆動或いは停
止）を測定するために、整流要素は、前記要素１，２，
３および５の中の１つもしくはそれ以上と選択的に並列
もしくは直列に連結することができ、そしてこれにより
図３に示されている効果を達成することができる。
つの装置或いは実施例が、一例として図示されている。
しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではな
い。すなわち、閉塞排除或いは作動状態（駆動或いは停
止）を測定するために、整流要素は、前記要素１，２，
３および５の中の１つもしくはそれ以上と選択的に並列
もしくは直列に連結することができ、そしてこれにより
図３に示されている効果を達成することができる。
【００２９】ジヤム排除操作の適用は、前文中で述べた
ように、種々の方法で行うことができる。仮に、１つの
実施態様において、ステップスイッチ６およびスイッチ
９を互いに結合することにより、必要に応じてジヤム排
除段階或いは状態測定を手動スイッチ操作で始められる
よう構成することは、殊に好適である。また、スイッチ
９ａ，９ｂ或いは９ｃには、これを短時間閉じるタイマ
要素を備えることができる。このようにすると、装置７
ａ，７ｂ或いは７ｃは、ユニットがスイッチオンされる
度毎に発動することができる。スイッチオンの後で、装
置はタイマ要素で予め設定された時間だけスイッチオン
を保持する。ポンプのジャムに関係なく、ポンプユニッ
トがスイッチオンされる度毎に、回転子のジヤム排除が
自動的に行われるので、この装置は自動制御装置の場合
に殊に有用である。
ように、種々の方法で行うことができる。仮に、１つの
実施態様において、ステップスイッチ６およびスイッチ
９を互いに結合することにより、必要に応じてジヤム排
除段階或いは状態測定を手動スイッチ操作で始められる
よう構成することは、殊に好適である。また、スイッチ
９ａ，９ｂ或いは９ｃには、これを短時間閉じるタイマ
要素を備えることができる。このようにすると、装置７
ａ，７ｂ或いは７ｃは、ユニットがスイッチオンされる
度毎に発動することができる。スイッチオンの後で、装
置はタイマ要素で予め設定された時間だけスイッチオン
を保持する。ポンプのジャムに関係なく、ポンプユニッ
トがスイッチオンされる度毎に、回転子のジヤム排除が
自動的に行われるので、この装置は自動制御装置の場合
に殊に有用である。
【００３０】図４に、ジヤム排除装置７を備えるポンプ
ユニット構成の一例を示す。
ユニット構成の一例を示す。
【００３１】単相誘導電動機１３がハウジング１２内に
配置され、この電動機の固定子巻線１４が、分割管ケー
シング１５を介してポンプ室内の取扱媒体から隔離され
ている。分割管ケーシング１５は、その底部を閉じられ
るよう構成されている。軸１６がケーシング内に回転可
能に装着され、そしてケーシング内側の電動機１３の固
定子１７と分割管ケーシング１５外側のポンプ１９のイ
ンペラ１８とを担持している。
配置され、この電動機の固定子巻線１４が、分割管ケー
シング１５を介してポンプ室内の取扱媒体から隔離され
ている。分割管ケーシング１５は、その底部を閉じられ
るよう構成されている。軸１６がケーシング内に回転可
能に装着され、そしてケーシング内側の電動機１３の固
定子１７と分割管ケーシング１５外側のポンプ１９のイ
ンペラ１８とを担持している。
【００３２】分割管ケーシング１５（および、この領域
におけるハウジング１２）は、閉じ構造に構成すること
ができる。何となれば、ハウジング１２の分解を伴う軸
１６のアクセス性は、もはや必要でないからである。
におけるハウジング１２）は、閉じ構造に構成すること
ができる。何となれば、ハウジング１２の分解を伴う軸
１６のアクセス性は、もはや必要でないからである。
【００３３】実施例を参照して説明した前述のジヤム排
除装置は、整流要素を使用する。この方法は、この種の
ジヤム排除装置に対する最も安価な解決方法と思料さ
れ、また多数の適用例に応用することができる。しかし
ながら、本発明は、電気的ジヤム排除用の整流要素に限
定されるものではない。ここで必要とされることは、ジ
ヤム排除段階で電動機巻線の少なくとも一部分が、オー
バタイムを変更する電圧に作用されることであり、この
電圧の平均値は、（供給電圧の）振動周期の間に形成さ
れ、ゼロとはなっていない。これを達成し得る技術的解
決方法は、多数存在する。
除装置は、整流要素を使用する。この方法は、この種の
ジヤム排除装置に対する最も安価な解決方法と思料さ
れ、また多数の適用例に応用することができる。しかし
ながら、本発明は、電気的ジヤム排除用の整流要素に限
定されるものではない。ここで必要とされることは、ジ
ヤム排除段階で電動機巻線の少なくとも一部分が、オー
バタイムを変更する電圧に作用されることであり、この
電圧の平均値は、（供給電圧の）振動周期の間に形成さ
れ、ゼロとはなっていない。これを達成し得る技術的解
決方法は、多数存在する。
【００３４】通常の電動機作動においては（始動段階に
おいても）、図５に示されるように、電動機に作用する
電圧の平均値は常にゼロであり、また相対磁束が電動機
内部に発生している。ここで、参照符号２０は電動機の
１回転中における相対固定子束のカーブを示し、また参
照符号２１は相対回転子束のカーブを示す。図５に係る
説明には、一例として、相互角度α０における一対のベ
クトルｖ１０，ｖ２０と相互角度α１における一対のベ
クトルｖ１１，ｖ２１とが示されている。これらのベク
トルは、回転子の回転に伴いそれぞれゼロ点からカーブ
２０および２１に沿って移動する。また、これら対のベ
クトルは、回転子の１回転中において、互いにその長さ
と方向及びその相互角度を変化することも理解されるで
あろう。下記の関係式が、電動機によって発生するモー
メントＭに対してほぼ適用される。
おいても）、図５に示されるように、電動機に作用する
電圧の平均値は常にゼロであり、また相対磁束が電動機
内部に発生している。ここで、参照符号２０は電動機の
１回転中における相対固定子束のカーブを示し、また参
照符号２１は相対回転子束のカーブを示す。図５に係る
説明には、一例として、相互角度α０における一対のベ
クトルｖ１０，ｖ２０と相互角度α１における一対のベ
クトルｖ１１，ｖ２１とが示されている。これらのベク
トルは、回転子の回転に伴いそれぞれゼロ点からカーブ
２０および２１に沿って移動する。また、これら対のベ
クトルは、回転子の１回転中において、互いにその長さ
と方向及びその相互角度を変化することも理解されるで
あろう。下記の関係式が、電動機によって発生するモー
メントＭに対してほぼ適用される。
【００３５】
【数１】
【００３６】図５に係る説明は、巻線にかかる電圧が、
（１振動周期の間で）平均値をゼロとする場合に、単相
誘導電動機に適用される。
（１振動周期の間で）平均値をゼロとする場合に、単相
誘導電動機に適用される。
【００３７】１つもしくはそれ以上の巻線にかかる電圧
が、ゼロに等しくない平均値に設定される場合、図６に
おいてカーブ２０ａおよび２０ｂの手段により例示され
ているように、相対磁束カーブの前述した楕円形の形状
が変化する。図６には、比較のために、図５における固
定子の相対磁束カーブ２０が示されている。図６には、
簡略化のために対応する回転子磁束カーブは示されてい
ないが、これらは固定子磁束カーブに極めて類似する。
図６から分かるように、カーブはその形状を変化するだ
けでなくそのゼロ座標点も移動する。カーブ２０ｂに
は、１例としてベクトルｖ１０が記入されている。図６
には、カーブ２０ｂが元のカーブ２０から移動した距離
が、参照符号２３で示されている。この距離２３は、電
動機に供給される供給電圧Ｕｍの平均値の関数となる。
が、ゼロに等しくない平均値に設定される場合、図６に
おいてカーブ２０ａおよび２０ｂの手段により例示され
ているように、相対磁束カーブの前述した楕円形の形状
が変化する。図６には、比較のために、図５における固
定子の相対磁束カーブ２０が示されている。図６には、
簡略化のために対応する回転子磁束カーブは示されてい
ないが、これらは固定子磁束カーブに極めて類似する。
図６から分かるように、カーブはその形状を変化するだ
けでなくそのゼロ座標点も移動する。カーブ２０ｂに
は、１例としてベクトルｖ１０が記入されている。図６
には、カーブ２０ｂが元のカーブ２０から移動した距離
が、参照符号２３で示されている。この距離２３は、電
動機に供給される供給電圧Ｕｍの平均値の関数となる。
【００３８】若し、一対のベクトルｖ１０，ｖ２０（図
５に示されているような）が、図６におけるカーブ２０
ｂに沿って移動する場合には、ベクトルの長さは元の長
さに比較して２乃至３倍に増大されることは明らかであ
る。これにより、閉塞排除段階におけるトルクの増大が
もたらされる。
５に示されているような）が、図６におけるカーブ２０
ｂに沿って移動する場合には、ベクトルの長さは元の長
さに比較して２乃至３倍に増大されることは明らかであ
る。これにより、閉塞排除段階におけるトルクの増大が
もたらされる。
【００３９】殊に、図６におけるカーブ２０ｂを参照す
ると、供給電圧の１振動周期の間にトルクが増大される
ばかりではなく角度αも変化することが明らかに理解さ
れる。角度αのサインも、一対のベクトルの回転点がカ
ーブの外側に位置するので、同様に変化する。サインに
おけるこの変化により、前述した振動効果がもたらされ
る。
ると、供給電圧の１振動周期の間にトルクが増大される
ばかりではなく角度αも変化することが明らかに理解さ
れる。角度αのサインも、一対のベクトルの回転点がカ
ーブの外側に位置するので、同様に変化する。サインに
おけるこの変化により、前述した振動効果がもたらされ
る。
【図１】ジヤム排除装置を備えた遠心ポンプユニット
の、単相誘導電動機の回路図である。
の、単相誘導電動機の回路図である。
【図２】図１に係わる回路の別の実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【図３】ジヤム排除段階における、回転子軸のトルクの
時間に対する変化を示すグラフである。
時間に対する変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係わる遠心ポンプユニットの縦方向断
面図である。
面図である。
【図５】ジヤム排除装置が発動されていない遠心ポンプ
ユニットの回転子の回転中における、回転子および固定
子の相対磁束を示すグラフである。
ユニットの回転子の回転中における、回転子および固定
子の相対磁束を示すグラフである。
【図６】ジヤム排除装置を連結したおよび連結しない回
転子の回転中における、固定子の相対磁束を示すグラフ
である。
転子の回転中における、固定子の相対磁束を示すグラフ
である。
１，２ 巻線部分（始動巻線） ３ コンデンサ ４ 主電源 ５ 出力巻線 ６ ステップスイッチ ７ａ，７ｂ ジヤム排除装置 ７ｃ 閉塞排除装置 ８ａ，８ｂ，８ｃ 整流要素 ９ａ，９ｂ，９ｃ スイッチ １０，１１ カーブ １２ ハウジング １３ 単相誘導電動機 １４ 固定子巻線 １５ 分割管ケーシング １６ 軸 １７ 固定子 １８ インペラ １９ ポンプ ２０ 相対固定子磁束 ２１ 相対回転子磁束 ２３ 距離
Claims (21)
- 【請求項１】 電動機によって発生されるトルクを、ジ
ヤム排除段階で変更トルクを発生するよう電気的に制御
することを特徴とする遠心ポンプユニットの単相誘導電
動機回転子のジヤム排除方法。 - 【請求項２】 トルクは、ジヤム排除段階で増大される
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 トルクは、ジヤム排除段階で方向を変更
される請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 ジヤム排除段階で、電動機巻線の少なく
とも一部分にオーバータイムを変更する電圧が印加さ
れ、そしてここで、電圧の振動周期の間に形成される前
記電圧の平均値はゼロではない請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 電動機巻線の少なくとも一部分に供給さ
れる交流の半波は、少なくとも一定時間抑制もしくはフ
イルタされる請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 ジヤム排除段階で、整流要素が電動機巻
線の少なくとも一部分に連結される請求項１記載の方
法。 - 【請求項７】 整流要素は、電動機出力巻線の少なくと
も一部分に連結される請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 整流要素は、電動機始動巻線の少なくと
も一部分に連結される請求項６記載の方法。 - 【請求項９】 分割管電動機に構成され、そして少なく
とも１つの出力巻線、始動巻線および整流要素からなる
単相誘導電動機を備える遠心ポンプユニットにおいて、
前記整流要素は前記巻線の中の１つの少なくとも一部分
と連結可能であることを特徴とする遠心ポンプユニッ
ト。 - 【請求項１０】 整流要素は、巻線の中の１つの少なく
とも一部分と並列に連結可能である請求項９記載の遠心
ポンプユニット。 - 【請求項１１】 整流要素は、巻線の中の１つの少なく
とも一部分と直列に連結可能である請求項９記載の遠心
ポンプユニット。 - 【請求項１２】 始動巻線は電動機巻線により形成さ
れ、そしてこれにコンデンサが直列に連結されており、
整流要素は、前記コンデンサに並列に連結可能である請
求項９記載の遠心ポンプユニット。 - 【請求項１３】 整流要素は、ダイオードである請求項
９記載の遠心ポンプユニット。 - 【請求項１４】 整流要素は、ユニットのスイッチオン
により、所定時間連結される請求項９記載の遠心ポンプ
ユニット。 - 【請求項１５】 整流要素は、回転子がジヤムを発生す
ると、所定時間自動的に連結される請求項９記載の遠心
ポンプユニット。 - 【請求項１６】 整流要素は、外部制御により連結可能
である請求項９記載の遠心ポンプユニット。 - 【請求項１７】 分割管ケーシングは、閉塞ベースに構
成されている請求項９記載の遠心ポンプユニット。 - 【請求項１８】 更に、制御可能な周波数変換器を含む
電源を有し、前記周波数変換器が、整流要素のスイッチ
発動と共に制御されて、ジヤム排除に適合する所定の周
波数を発生する請求項９記載の遠心ポンプユニット。 - 【請求項１９】 遠心ポンプユニットの単相誘導電動機
に対する変更配置であって、前記配置は整流要素および
スイッチ要素を含み、そしてこの配置は、電動機のジヤ
ムを排除するために、スイッチ要素を切換えることによ
り、整流要素を電動機巻線の少なくとも一部分と連結可
能であることを特徴とする単相誘導電動機に対する変更
配置。 - 【請求項２０】 整流要素は、電動機巻線の少なくとも
一部分と並列に連結可能である請求項１９記載の配置。 - 【請求項２１】 整流要素は、電動機巻線の少なくとも
一部分と直列に連結可能である請求項１９記載の配置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4204323 | 1992-02-14 | ||
| DE4204323.9 | 1992-05-09 | ||
| DE4215266.6 | 1992-05-09 | ||
| DE4215266A DE4215266C1 (ja) | 1992-02-14 | 1992-05-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05292769A true JPH05292769A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=25911834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5025334A Pending JPH05292769A (ja) | 1992-02-14 | 1993-02-15 | 遠心ポンプユニットの単相誘導電動機回転子のジヤム排除方法並びにこれによって構成される遠心ポンプユニット |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5356266A (ja) |
| EP (1) | EP0555701A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05292769A (ja) |
| KR (1) | KR930018166A (ja) |
| DE (1) | DE4215266C1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4418166C2 (de) * | 1994-05-04 | 1998-04-09 | Richard Halm | Naßläufer-Spaltrohrmotor für Pumpen |
| DE19539656A1 (de) * | 1995-10-25 | 1997-04-30 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Verfahren zum Anlaufen drehzahlveränderlicher elektrischer Antriebe |
| AT406213B (de) * | 1997-05-13 | 2000-03-27 | Atb Austria Antriebstechnik Ak | Schaltung zum steuern des hochlaufes eines einphasigen asynchronmotors |
| AT502321B8 (de) * | 1997-07-23 | 2007-08-15 | Tcg Unitech Gmbh | Steuerung einer kühlmittelpumpe |
| DE10063407A1 (de) * | 2000-12-19 | 2002-06-20 | Wilo Gmbh | Kondensatornetzteil mit Starteinrichtung |
| DE10133861B4 (de) * | 2001-07-12 | 2007-06-06 | Netzsch-Mohnopumpen Gmbh | Antriebssystem für Pumpen |
| US20060034717A1 (en) * | 2004-08-13 | 2006-02-16 | Joseph Castellone | Wet rotor circulators |
| SE540019C2 (sv) * | 2014-06-03 | 2018-02-27 | Xylem Ip Man Sarl | Metod för styrning av ett pumparrangemang vid igensättning av en pump |
| DE102015220657A1 (de) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Robert Bosch Gmbh | Lösung einer Blockierung bei einer Pumpe |
| DE102018208928A1 (de) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Losreißen einer blockierten Wasserpumpe sowie Wassereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB738159A (en) * | 1952-03-26 | 1955-10-12 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to apparatus including alternating current electric motors of the induction type |
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