JPH0726639B2 - 電動モータにより駆動される遠心コンプレツサのサージを検出するための方法及び装置 - Google Patents

電動モータにより駆動される遠心コンプレツサのサージを検出するための方法及び装置

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JPH0726639B2
JPH0726639B2 JP60291790A JP29179085A JPH0726639B2 JP H0726639 B2 JPH0726639 B2 JP H0726639B2 JP 60291790 A JP60291790 A JP 60291790A JP 29179085 A JP29179085 A JP 29179085A JP H0726639 B2 JPH0726639 B2 JP H0726639B2
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Description

【発明の詳細な説明】 説明 発明の分野 本発明は一般的に、サージ検出デバイスに関し、より詳
細には、コンプレッサ駆動システムのコンプレッサのサ
ージを検出するための方法及び装置に関する。
本発明は、広い範囲の種々の用途に使われ易く、従って
コンプレッサによって駆動される装置を有する如何なる
システム、例えば、化学工程やポンプ等におけるシステ
ムに適用することができる。
先行技術の説明 米国特許商標庁において本出願の目的に意図された先行
技術を調査したところ以下の米国特許が見い出された。
第3,355,906号 第4,142,838号 第3,633,073号 第4,177,649号 第3,780,532号 第4,156,578号 第4,046,490号 一般的に知られているように、サージ又はサージング
は、遠心コンプレッサが軽負荷及び高い圧力比でもって
作動している時に生じ得る不安定な状態である。これ
は、圧力及び流れの高周波数の発振に特徴付けられる過
度現象であり、コンプレッサを通る流れが完全に逆にな
ることさえも見られる。斯かる連続的なサージングによ
って、コンプレッサの回転成分及び静止成分の両方にお
いて過大な振動が引き起こされ、これによりコンプレッ
サに永久的な被害を及ぼすことがある。従来、先行技術
のサージ検出デバイスは、コンプレッサヘッドと吸引流
の測定を必要としたため、バイパスバルブを開くことに
よりサージが妨げられてしまうことが難点であった。
サージはコンプレッサの駆動システムに間接的に影響を
及ぼしていることが本発明において見い出された。即
ち、サージ状態では流れ及びコンプレッサにかかる圧力
には瞬間的な減少が存在するのである。更に、コンプレ
ッサ駆動シャフトによって運ばれる正味トルク及び機械
的力に減少が見られる。この駆動デバイスが電動モータ
である場合、トルク及び力のこれらの発振によって、モ
ータ電流及び電力消費における発振が引き起こされる。
即ち、コンプレッサ駆動シャフトに加わるトルクが変動
することによりモータの回転磁界が変動し、この磁界の
変動により導かれる(誘導される)逆起電力のより生じ
る電流(RMS電流)の変化によりモータ電流も変化す
る。モータ電流及び差動圧力は、容量又は負荷のどの通
常の変化の期間中よりもサージの期間中にかなり急速に
変化することが見い出されている。コンプレッサにかか
る負荷が増加するにつれて、差動圧力の変化及びモータ
電流の変化の比もサージ状態の期間中に増加する。モー
タ電流及び差動圧力のサージ変動の期間は、広い範囲の
負荷にわたり実質的に一定に保たれ、通常の負荷変動の
期間よりも実質的に短い。
従って、コンプレッサにかかる圧力の変化の比及びコン
プレッサ駆動モータによって導かれるRMS電流の変化の
比に基づく電動モータによって駆動される遠心コンプレ
ッサを有する冷却システムに用いられる改良されたサー
ジ検出装置を提供することが望ましい。
従って、本発明の一般的な目的は、コンプレッサ駆動シ
ステムのコンプレッサのサージを検出するための方法及
び装置を提供することにある。
本発明の目的は、コンプレッサにかかる圧力の変化の比
及びコンプレッサ駆動モータによって導かれる電流の変
化の比に基づく電動モータによって駆動される遠心コン
プレッサを有する冷却システムに用いられるサージ検出
装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、コンプレッサにかかる圧力の変化
の比及びコンプレッサ駆動モータによって導かれるRMS
電流の変化の比に応答するマイクロプロセッサであっ
て、上記コンプレッサにおいて有効サージが起きている
時を指示するためのマイクロプロセッサを含むサージ検
出装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、コンプレッサにかかる圧力の
変化の比を表わす信号を発生するための第1帯域デジタ
ルフィルタ及びコンプレッサ駆動モータによって導かれ
るRMS電流の変化の比を表わす信号を発生するための第
2帯域デジタルフィルタを含む冷却システムに用いられ
るサージ検出装置を提供することにある。
本発明の上記の目的によると、凝縮器圧を検知するため
の手段及び蒸発気圧を検知するための手段を含む電動モ
ータによって駆動される遠心コンプレッサを有する冷却
システムに用いられるサージ検出装置が配設される。コ
ンプレッサにかかる圧力の変化の比を表わす第1信号を
発生するために凝縮器圧及び蒸発器圧に応答する手段が
配設される。また、コンプレッサを駆動する電動モータ
の電流を検知する電流検知手段も配設される。前記電流
検知手段により検知されるRMS電流の変化の比を表わす
第2信号を発生するための上記モータ電流に応答する手
段が配設さる。更に、差動圧力限界を表わす第3信号を
発生するための手段及び第1モータ電流限界及び第2モ
ータ電流限界を表わす第4信号を発生するための手段も
配設される。第1信号乃至第4信号に応答するマイクロ
プロセッサが配設されており、このマイクロプロセッサ
はコンプレッサに有効サージが起きている時を指示する
ためのものである。差動圧力限界を表わす第3信号はコ
ンプレッサの負荷に応じて変化し、さらに第1モータ電
流限界及び第2モータ電流限界を表わす第4信号はコン
プレッサの負荷に応じて変化する。このため、コンプレ
ッサの負荷の変化に応じた可変のサージ条件を設定で
き、コンプレッサの負荷の変動にかかわらず固定された
限界値と比較することにより生じるサージの誤検出を防
止できる。
冷却システムに関して示される本発明は、本発明の範囲
又は教示に対する制限として役割を果たすように意図さ
れてはおらず、単にその応用の一例の説明の便宜の目的
のためであることを最初に明確に了解すべきである。本
発明は、本発明がコンプレッサ駆動システムのコンプレ
ッサのサージを検出するための方法及び装置に関するた
め他の分野及び装置における多くの応用を有している。
種々の図面について詳細に説明することにする。第1図
には、電動モータによって駆動される遠心コンプレッサ
を有する冷却システムに用いられる本発明に係るサージ
検出装置10がブロック図の形で示されている。本明細書
に開示されるサージ検出装置を用いるように構成されて
いる1つの斯かる冷却システムの詳細の特定の説明のた
めに米国特許出願第685,685号を参照することができ
る。この特許出願では、最小全体冷却器エネルギ消費を
達成するべく、連続的に更新された「習熟」冷却器サー
ジ面に応答して調節可能入口案内羽根及びコンプレッサ
速度が両方共自動的に調節されるインバータ駆動遠心コ
ンプレッサ式冷水器用自己最適化容量制御システムが示
されている。この「習熟」サージ面を得るために、この
制御システムは、コンプレッサがサージしている所で作
動点が見い出されるまでコンプレッサモータ速度が連続
的に且つ増分的に減少し且つ前回転案内羽根がより開い
た位置に移動するという「習熟」モードを始動するため
のマイクロプロセッサを含んでいる。このマイクロプロ
セッサは、コンプレッサが、本発明に係るサージ検出装
置によって発生され得るサージ検出信号に応答してサー
ジしているか否かを求める。
説明の便宜のために、このサージ検出装置10は、第1図
において冷却システムの簡単な形に関連して示されてい
る。この冷却システムは、遠心コンプレッサ12、凝縮器
14は、膨張デバイス16及び蒸発器18を含んでいる。これ
らの成分は直列に相互接続されており、これにより従来
の閉冷却回路を形成している。冷媒ガスは、コンプレッ
サ12において圧縮され、圧縮されたガスは、凝縮器14に
送られ、ここで冷却媒体、例えば、冷却塔からの水によ
り、圧縮ガスは凝縮して液体冷媒になる。この冷却媒体
は、膨張デバイス16を通って蒸発器18に送られる時に膨
張する。液体冷媒が蒸発器18を通って流れると、ビルデ
ィングからの循環水がこの冷媒と熱交換関係にあり、こ
れにより冷媒は気化した状態をとり、コンプレッサの吸
引入口に送られる。このようにして、水は蒸発器18にお
いて冷却され、ビルディングを冷却する。冷却要求条件
又は負荷の変化に応答してビルディングに供給される冷
却の量を変えるためには、冷却システムを通る冷媒の流
量を調節してその容量を変えることによりコンプレッサ
12の容量を調節する。サージがおき、これがしばしば且
つ長い期間にわたっておきる場合、コンプレッサに永久
的な被害を与えることが一般的に知られている。斯くし
て、如何なる用途においても、コンプレッサがサージし
ていることを知るのが重要となる。本発明に係るサージ
検出装置10を第1図の冷却システムに基づいて詳細に説
明する。
サージ検出装置10は、そこを流れる電流を測定するため
の三相AC誘導モータ20を駆動するための3入力電源の1
つの位相ライン26に接続されている電流トランスフォー
マ24からなるモータ電流検知手段を含んでいる。この電
流トランスフォーマ24からのAC出力電圧は、従来の全波
ブリッジ整流器28及び負荷抵抗30によってDC電圧信号に
変換される。凝縮器14内の絶対圧あるいはゲージ圧の関
数である信号を発生するために凝縮器14の中には第1圧
力トランスジューサ32が置かれている。蒸発器18内の絶
対圧又はゲージ圧の関数である信号を発生するための第
2圧力トランスジューサ34が蒸発器18内におかれてい
る。トランスジューサ32及び34をコンプレッサ12のそれ
ぞれ排出ライン及び吸引ラインに置くことができること
は当業者にとって理解される。
負荷抵抗30からのDC出力電圧は、第3低域フィルタ回路
36に供給される。第1圧力トランスジューサ32の出力
は、低域フィルタ回路38に供給され、第2圧力トランス
ジューサ34の出力は、第2低域フィルタ回路40に供給さ
れる。これらの低域フィルタの機能は、ひずみを起こし
得る高調波を無くすことにある。これらのフィルタのカ
ットオフ又はしゃ断周波数は、測定あるいは、検知電圧
が抽出される周波数の半分に等しくなるように選択され
るのが普通である。本発明においては2Hzのサンプル周
波数を用いるのが好ましいため、これらのフィルタは、
1Hzのカットオフ周波数を有するように設計される。ラ
イン42のモータ電流を表わすフィルタ36の出力信号は、
マルチプレクサ及びA/Dコンバータ44に接続されてい
る。同様にして、ライン46の凝縮器圧を表わすフィルタ
38の出力信号及びライン48の蒸発器圧を表わすフィルタ
40の出力信号もまたマルチプレクサ及びA/Dコンバータ4
4に結合されている。
差動圧力関数ブロック50は、それぞれライン52,54を通
して凝縮器圧信号及び蒸発器圧信号を入力として受け、
差動信号をその出力ライン56に発生する。ブロック50
は、ライン52の凝縮器圧信号からライン54の蒸発器圧信
号を減算する。
「DIFFPFILT」信号と呼ばれるライン60の差動圧力信号
の変化のロ波率を発生するために出力ライン56には第1
帯域通過デジタルフィルタ58が接続されている。第2帯
域デジタルフィルタ61は、「MAMPSFILT」信号と呼ばれ
るライン63のモータ電流信号の変化のロ波率を発生する
ためにその入力をライン62のモータ電流信号に接続せし
めている。低域デジタルフィルタ64は、誘導モータ20に
よって導かれるRMSモータ電流値を発生するためにその
入力をライン66を経由してモータ電流信号に接続せしめ
ている。
トリガ限界ブロック68は、ライン70の「MAMPSREF」信号
と指定されるロ波電流限界信号及びライン72の「DIFFPR
EF」信号と指定されるロ波差動圧力限界信号を計算す
る。これらのサージ検出限界は、サージ検出装置が初め
に校正された時に誘導軽負荷の期間中に測定され記憶ブ
ロック74に記憶されているロ波電流及びロ波差動圧力ス
パイク又はピークに基づいている。サージ検出信頼度を
増大せしめるためには、記憶されたトリガ限界MAMPSREF
0及びDIFFPREF 0を、誘導サージの期間中に実際に測定
されるピークより約30乃至40%少なくなるように選択す
る。
これまでの経験から分っていることは、軽負荷における
トリガ限界が全体のコンプレッサ負荷範囲にわたって完
全には正確でないことである。これは、通常の負荷及び
容量変動の大きさがコンプレッサに対する負荷が増大す
ると共に増加するためである。これらの変動は、ロ波電
流及び差動信号の変動を起こし、これは同様にして負荷
が増加すると共にその大きさが増大する。即ち、ロ波電
流及びロ波差動圧力信号は、高い負荷において、雑音が
より多くなる。斯くして、これらの限界が一定に維持さ
れるとこのサージの偽指示の問題が大きくなる。モータ
電流及び負荷の非直線関係により、サージ検出装置の信
頼度を増すには第3図のように限界カーブを実施するこ
とが要求される。ここで分るように、モータ電流及び差
動圧力限界MAMPSREF 0及びDIFFPREF 0は、カーブAにお
ける横軸に示されるRMSモータ電流の範囲にわたり50%
増加する。更に、モータ電流及び差動圧力限界は、カー
ブBの部分において更に50%増加する。斯くして、トリ
ガ限界の大きさは、このモータに対する軽負荷サージ及
び全負荷公称RMS電流の期間中モータ電流測定の間にわ
たり倍増する。第3図のカーブは、全負荷モータ電流関
数ブロック76(第1図)によって発生され、このブロッ
ク76は、コンプレッサ負荷に応じて限界を調節するため
にトリガ限界ブロック68に供給される。ここで了解すべ
きことは、この全公称モータ電流は各用途毎に決定され
なければならず、且つサージ検出装置が設置される時は
予めセットされなければならないことである。
ロ波RMSモータ電流を5秒だけ遅延せしめるために低減
デジタルフィルタ64の出力に5秒遅延タイマ78が接続さ
れている。斯くして、このトリガ限界は、サージが起き
る瞬間の直前にモータによって導かれている定常電流に
基づく。この遅延でもって、これらの限界は、サージの
際に生じるRMSモータ電流の急激な5乃至10%減少によ
って影響されることがない。
本発明の動作を理解するために、第4図及び第5図につ
いて説明する。第4(a)図では、低域フィルタ36から
のライン42のサージの期間中に現われる代表的な検知即
ち測定モータ電流信号が示されている。第4(b)図
は、関数ブロック50からのライン56に現われるサージの
期間中の代表的な測定差動圧力信号を示している。第4
(c)図は、帯域フィルタ61からのライン63に見い出さ
れる代表的な帯域ロ波モータ電流信号を表わしている。
第4(d)図において、帯域フィルタ58からのライン60
に見い出される代表的な帯域ロ波差動圧力信号が示され
ている。
第5図では、変動が有効サージとして解釈される時のグ
ラフを示す。真のサージが指示される前に満足されなけ
ればならない3つの要求条件が存在する。第1の要求条
件は、帯域フィルタ61からのロ波モータ信号「MAMPSFIL
T」及び帯域フィルタ58からのロ波差動圧力信号「DIFFP
FILT」がトリガ限界MAMPSFILT及びDIFFPFILTを超過しな
ければならないことである。一旦これらのトリガ限界が
両方共超過されると、インタバルタイマが活動する。第
2の要求条件は、ロ波モータ電流信号が初期限界T1を超
過した後、逆転し、ゼロを通過し、反対方向に継続し、
第2限界T2を超過しなければならないことである。ロ波
モータ電流信号の波形は、第5図に示されており、その
振幅は縦軸に沿ってプロットされており、時間が横軸に
沿ってプロットされている。初期限界及び第2限界は、
縦軸のそばに示されている。最後に、第3の要求条件
は、この第2即ち反転ロ波モータ電流信号は、第1要求
条件が満たされた時に活動するインタバルタイマがセッ
ト即ち期間が切れる前に第2限界T2を超過しなければな
らないことである。このリセットインタバルは、コンプ
レッサの寸法に基づいて選択される所定の期間である。
しかしながら、冷却の用途では3秒のリセット時間イン
タバルが用いられるのが普通である。
第5図のオペレーションに関して今述べた機能を実行す
るのに要する計算デバイス、例えば、マイクロプロセッ
サ73の詳細について第2図にフローチャートの形で示
す。このマイクロプロセッサ73は、ライン63のロ波モー
タ電流信号「MAMPSFILT」、ライン60のロ波差動圧力信
号「DIFFPFILT」、ライン70のロ波電流限界「MAMPSRE
F」、及びライン72のロ波差動圧力限界信号「DIFFPRE
F」をサージ検出装置10から入力信号として受ける。こ
のサージ識別プロセスは、開始ブロック80によって始動
され、このブロック80は、それぞれのライン60,63,70及
び72の入力信号の読出しを行う。論理即ち決定ブロック
82は、ロ波モータ電流信号「MAMPSFILT」の絶対値をロ
波電流限界信号「MAMPSREF」に対して比較する。論理即
ち決定ブロック84は、ロ波差動圧力信号「DIFFPFILT」
の絶対値をロ波差動圧力信号「DIFFPREF」に対して比較
する。どちらの限界も超過されない場合、サージ識別プ
ロセスは、新しい入力信号を読み出すために開始ブロッ
ク80に戻る。
両方の限界が超過された場合、この場合、リセットイン
タバルが3秒の期間にわたって選択されているタイマブ
ロック86が活動する。第1フィルタモータ電流信号の極
性は、第2トリガ限界に負あるいは正の符号を割り当て
るブロック88によって決定される。第1フィルタモータ
電流信号の極性が正である場合、論理ブロック90は、第
2フィルタモータ電流信号を負の極性を割り当てられた
第2トリガ限界に対して連続的に比較する。論理ブロッ
ク92は、3秒時間インタバルが超過された時を求める。
第2限界がこの時間インタバル内に超過された場合、サ
ージ識別ブロック94によって有効サージが指示される。
でなければ、サージ識別プロセスは開始ブロック80に戻
される。
同様にして、第1フィルタモータ電流信号の極性が負で
ある場合、論理ブロック96は、第2フィルタモータ電流
信号を正の極性を割り当てられている第2トリガ限界に
対して連続的に比較する。論理ブロック98は、3秒時間
インタバルが超過された時を求める。第2限界がこの時
間インタバル内で超過された場合は、サージ識別ブロッ
ク100によって有効サージが指示される。でなければ、
サージ検出装置は開始ブロック80に戻される。
以上の詳細な記述から、以下のことが判る。即ち、本発
明は、コンプレッサにかかる圧力の変化の比及びコンプ
レッサ駆動モータによって引かれる電流の変化の比に基
づく電動モータによって駆動される遠心コンプレッサを
有する冷却システムに用いられるサージ検出装置を提供
している。コンプレッサにかかる圧力の変化の比及びRM
Sモータ電流の変化の比を表わす信号は帯域デジタルフ
ィルタによって発生される。コンプレッサに有効サージ
が起きている時を指示するためのこれらの信号に応答す
るマイクロプロセッサが配設されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、電動モータにより駆動される遠心コンプレッ
サを有する冷却システムに用いられる本発明に係るサー
ジ検出装置のブロック図。第2図は、フローチャートに
よって第1図のマイクロプロセッサを示すより詳細な
図。第3図、第4図及び第5図は、第1図及び第2図に
おける本発明のオペレーションを理解する上で有用なグ
ラフ。 24……電流トランスフォーマ 28……全波ブリッジ整流器 30……負荷抵抗 32,34……トランスジューサ 36……第3低域フィルタ回路 38……低域フィルタ回路 40……第2低域フィルタ回路 44……マルチプレクサ及びA/Dコンバータ 50……差動圧力関数ブロック 58……第一帯域デジタルフィルタ 61……第二帯域デジタルフィルタ 68……トリガ限界ブロック 74……記憶ブロック、76……全負荷モータ電流 78……5秒遅延
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−53307(JP,A) 特開 昭48−68286(JP,A)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動モータによって駆動される遠心コンプ
    レッサを有する冷却システムに用いられるサージ検出装
    置において、 凝縮器圧を検知するための手段、 蒸発器圧を検知するための手段、 上記凝縮器圧及び蒸発器圧に応答する手段であって、凝
    縮器圧信号と蒸発器圧信号とから差動圧力信号を求め、
    さらに上記コンプレッサにかかる差動圧力の変化の比を
    表わす第1信号を発生するための手段、 上記コンプレッサを駆動する電動モータにおける電流を
    検知するための電流検知手段、 上記電流検知手段により検知されるRMS電流の変化の比
    を表わす第2信号を発生するための手段、 差動圧力限界を表わす第3信号を発生するための手段、 第1モータ電流限界及び第2モータ電流限界を表わす第
    4信号を発生するための手段、及び 上記第1信号乃至第4信号に応答する計算手段であっ
    て、上記コンプレッサに有効サージが起きている時を指
    示するための計算手段、 上記差動圧力限界を表わす上記第3信号は、上記コンプ
    レッサ負荷に応じて変化し、上記第1モータ電流限界及
    び上記第2モータ電流限界を表わす第4信号が、上記コ
    ンプレッサ負荷に応じて変化することを特徴とするサー
    ジ検出装置。
  2. 【請求項2】上記凝縮器圧検知手段が、第1圧力トラン
    スジューサを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のサージ検出装置。
  3. 【請求項3】上記蒸発器圧検知手段が、第2圧力トラン
    スジューサを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のサージ検出装置。
  4. 【請求項4】上記第1信号を発生するための上記手段
    が、上記凝縮器圧信号を発生するために上記凝縮器圧検
    知手段に導かれる低域フィルタ、上記蒸発器圧信号を発
    生するために上記蒸発器圧検知手段に結合された第2低
    域フィルタ、上記凝縮器圧信号から上記蒸発器圧信号を
    減算するための手段、及び上記減算手段に結合された帯
    域デジタルフィルタであって、上記第1信号を発生する
    ための帯域デジタルフィルタを含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のサージ検出装置。
  5. 【請求項5】上記電流検知手段が、電流トランスフォー
    マを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    のサージ検出装置。
  6. 【請求項6】上記第2信号を発生するための上記手段
    が、モータ電流信号を発生するために上記電流検知手段
    に結合された第3低域フィルタ及び上記第2信号を発生
    するために上記モータ電流信号に応答する第2帯域デジ
    タルフィルタを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のサージ検出装置。
  7. 【請求項7】上記計算手段が、上記コンプレッサにかか
    る圧力の変化の比を表わす上記第1信号を上記差動圧力
    限界を表わす上記第3信号に対して比較し且つRMSモー
    タ電流の変化の比を表わす上記第2信号を上記第1モー
    タ電流限界及び上記第2モータ電流限界を表わす上記第
    4信号に対して比較するための手段を含み、上記計算手
    段が、上記差動圧力限界及び上記第1モータ電流限界が
    両方共超過され且つ上記第2モータ電流限界が所定の時
    間インターバル内で超過された時に有効サージが起きて
    いることを指示することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のサージ検出装置。
  8. 【請求項8】電動モータによって駆動される遠心コンプ
    レッサを有する冷却システムに用いられるサージ検出装
    置において、 凝縮器圧を検知するための手段、 蒸発器圧を検知するための手段、 上記凝縮器圧及び上記蒸発器圧に応答する第1帯域デジ
    タルフィルタであって、 凝縮器圧信号と蒸発器圧信号とから求められた差動圧力
    信号から上記コンプレッサにかかる差動圧力の変化の比
    を表わす第1信号を発生するための第1帯域デジタルフ
    ィルタ、 上記コンプレッサを駆動する上記電動モータの電流を検
    知するための電流検知手段、 上記電流検知手段により検知されるRMS電流の比を表わ
    す第2信号を発生するための第2帯域デジタルフィル
    タ、 差動圧力限界を表わす第3信号を発生するための手段、 第1モータ電流限界及び第2モータ電流限界を表わす第
    4信号を発生するための手段、及び 上記第1信号乃至第4信号に応答する計算手段であっ
    て、上記コンプレッサにおいて有効サージが起きている
    時を指示するための計算手段を含み、 上記差動圧力限界を表わす上記第3信号は、上記コンプ
    レッサ負荷に応じて変化し、 上記第1モータ電流限界及び上記第2モータ電流限界を
    表わす第4信号が、上記コンプレッサ負荷に変化するこ
    とを特徴とする検出装置
  9. 【請求項9】上記凝縮器圧検知手段が、第1圧力トラン
    スジューサを含むことを特徴とする特許請求の範囲第8
    項に記載のサージ検出装置。
  10. 【請求項10】上記蒸発器圧検知手段が、第2圧力トラ
    ンスジューサを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    8項に記載のサージ検出装置。
  11. 【請求項11】上記電流検知手段が、電流トランスフォ
    ーマを含むことを特徴とする特許請求の範囲第8項に記
    載のサージ検出装置。
  12. 【請求項12】上記計算手段が、上記コンプレッサにか
    かる圧力の変化の比を表わす上記第1信号を上記差動圧
    力限界を表わす上記第3信号に対して比較するための且
    つ上記RMSモータ電流の変化の比を表わす上記第2信号
    を上記第1モータ電流限界及び上記第2モータ電流限界
    を表わす上記第4信号に対して比較するための手段を含
    み、上記計算手段が、上記差動圧力限界と上記第1モー
    タ電流限界の両方が超過され且つ上記第2モータ電流限
    界が所定の時間インターバル内で超過された時に有効サ
    ージが起きていることを指示することを特徴とする特許
    請求の範囲第8項に記載のサージ検出装置。
  13. 【請求項13】電動モータによって駆動される遠心コン
    プレッサを有する冷却システムに用いられるサージ検出
    装置において、 凝縮器圧を検知する工程、 蒸発器圧を検知する工程、 上記凝縮器圧及び蒸発器圧に応答して凝縮器圧信号と蒸
    発器圧信号とから差動圧力信号を求め、さらに上記コン
    プレッサにかかる差動圧力の変化の比を表わす第1信号
    を発生する工程、 上記コンプレッサを駆動する上記電動モータの電流を検
    知する工程、 上記検知されるモータ電流からRMS電流の変化の比を表
    わす第2信号を発生する工程、 差動圧力限界を表わす第3信号を表わす工程、 第1モータ電流限界及び第2モータ電流限界を表わす第
    4信号を発生する工程及び 上記第1信号乃至第4信号に応答して上記コンプレッサ
    内に有効サージが起きている時を指示する工程、 上記コンプレッサ負荷に応じて上記差動圧力限界を変化
    せしめる工程、 上記コンプレッサ負荷に応じて上記第1モータ限界及び
    上記第2モータ限界を変化せしめる工程を含むことを特
    徴とするサージ検出方法。
  14. 【請求項14】上記第1信号を発生する上記工程が、第
    1帯域デジタルフィルタを含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第13項に記載のサージ検出方法。
  15. 【請求項15】上記第2信号を発生する工程が、第2帯
    域デジタルフィルタを含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第13項に記載のサージ検出方法。
  16. 【請求項16】上記コンプレッサにかかる圧力の変化の
    比を表わす第1信号を上記差動圧力限界を表わす第3信
    号に対して比較する工程、上記RMSモータ電流の比を表
    わす上記第2信号を上記第1モータ電流限界及び上記第
    2モータ電流限界を表わす第4信号に対して比較する工
    程、及び上記差動圧力限界と上記第1モータ電流限界の
    両方が超過され且つ上記第2モータ電流限界が所定の時
    間インターバル内で超過された時に有効サージが起きて
    いることを指示する工程を更に含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第13項に記載のサージ検出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101350695B1 (ko) * 2009-06-05 2014-01-10 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 원심 압축기 및 그 운전 방법
US11545893B2 (en) 2019-10-23 2023-01-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic circuit and electronic apparatus to output ringing voltage

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722019A (en) * 1985-09-20 1988-01-26 General Electric Company Protection methods and systems for refrigeration systems suitable for a variety of different models
US4686834A (en) * 1986-06-09 1987-08-18 American Standard Inc. Centrifugal compressor controller for minimizing power consumption while avoiding surge
US4646530A (en) * 1986-07-02 1987-03-03 Carrier Corporation Automatic anti-surge control for dual centrifugal compressor system
US4940391A (en) * 1988-11-07 1990-07-10 Westinghouse Electric Corp. Compressor surge detection system
US4990057A (en) * 1989-05-03 1991-02-05 Johnson Service Company Electronic control for monitoring status of a compressor
US5174729A (en) * 1990-07-10 1992-12-29 Sundstrand Corporation Control system for controlling surge as a function of pressure oscillations and method
US5083438A (en) * 1991-03-01 1992-01-28 Mcmullin Larry D Chiller monitoring system
GB9110372D0 (en) * 1991-05-14 1991-07-03 Volex Group Plc A motor reverse system
US5203179A (en) * 1992-03-04 1993-04-20 Ecoair Corporation Control system for an air conditioning/refrigeration system
DE4322223A1 (de) * 1993-07-03 1995-01-12 Ako Werke Gmbh & Co Regelungseinrichtung für einen Verdichtermotor eines Kühl- und/oder Gefriergeräts
US5355691A (en) * 1993-08-16 1994-10-18 American Standard Inc. Control method and apparatus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
US5537830A (en) * 1994-11-28 1996-07-23 American Standard Inc. Control method and appartus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
US5746062A (en) * 1996-04-11 1998-05-05 York International Corporation Methods and apparatuses for detecting surge in centrifugal compressors
WO1997044719A1 (en) 1996-05-22 1997-11-27 Ingersoll-Rand Company Method for detecting the occurrence of surge in a centrifugal compressor
IT1289397B1 (it) * 1996-10-25 1998-10-02 Procond Elettronica Spa Macchina da esercitazione fisica con circuiti di controllo perfezionati
US6202431B1 (en) 1999-01-15 2001-03-20 York International Corporation Adaptive hot gas bypass control for centrifugal chillers
US6616416B1 (en) * 2002-02-19 2003-09-09 Bristol Compressors, Inc. Methods and system for motor optimization using capacitance and/or voltage adjustments
US6981838B2 (en) 2002-02-26 2006-01-03 Southern Gas Association Gas Machinery Reserach Council Method and apparatus for detecting the occurrence of surge in a centrifugal compressor
CA2492465C (en) * 2002-08-06 2008-09-30 York International Corporation Stability control system and method for centrifugal compressors operating in parallel
AU2003258214A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-11 York International Corporation System and method for detecting rotating stall in a centrifugal compressor
JP4565282B2 (ja) * 2003-04-17 2010-10-20 エーエーエフ−マックウェイ インク. 遠心コンプレッサのサージ検知方法
US8540493B2 (en) 2003-12-08 2013-09-24 Sta-Rite Industries, Llc Pump control system and method
US8133034B2 (en) * 2004-04-09 2012-03-13 Regal Beloit Epc Inc. Controller for a motor and a method of controlling the motor
US20110002792A1 (en) * 2004-04-09 2011-01-06 Bartos Ronald P Controller for a motor and a method of controlling the motor
US8177520B2 (en) * 2004-04-09 2012-05-15 Regal Beloit Epc Inc. Controller for a motor and a method of controlling the motor
US20080095639A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 A.O. Smith Corporation Controller for a motor and a method of controlling the motor
US7874808B2 (en) 2004-08-26 2011-01-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Variable speed pumping system and method
US8019479B2 (en) 2004-08-26 2011-09-13 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Control algorithm of variable speed pumping system
US8480373B2 (en) 2004-08-26 2013-07-09 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Filter loading
US8602745B2 (en) 2004-08-26 2013-12-10 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Anti-entrapment and anti-dead head function
US7845913B2 (en) 2004-08-26 2010-12-07 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Flow control
US8043070B2 (en) 2004-08-26 2011-10-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Speed control
US7686589B2 (en) 2004-08-26 2010-03-30 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pumping system with power optimization
US8469675B2 (en) 2004-08-26 2013-06-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Priming protection
US8281425B2 (en) 2004-11-01 2012-10-09 Cohen Joseph D Load sensor safety vacuum release system
US9249794B2 (en) * 2006-01-24 2016-02-02 American Air Liquide, Inc. Condition-based and predictive maintenance of compressor systems
US7690897B2 (en) * 2006-10-13 2010-04-06 A.O. Smith Corporation Controller for a motor and a method of controlling the motor
US20080095638A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 A.O. Smith Corporation Controller for a motor and a method of controlling the motor
US8045302B2 (en) 2008-02-20 2011-10-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor protection and grid fault detection device
CN102065966B (zh) * 2008-06-18 2015-04-08 罗斯蒙特公司 蒸馏柱溢流的检测
ES2716232T3 (es) * 2008-10-01 2019-06-11 Regal Beloit America Inc Controlador para un motor y un método para controlar el motor
US8313306B2 (en) 2008-10-06 2012-11-20 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Method of operating a safety vacuum release system
US7941294B2 (en) * 2009-02-10 2011-05-10 Emerson Electric Co. System and method for detecting fluid delivery system conditions based on motor parameters
WO2010114786A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Tm Ge Automation Systems Llc Compressor surge control system and method
US8973380B2 (en) * 2009-05-28 2015-03-10 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for detecting refrigerant leaks in cooling systems
US9556874B2 (en) 2009-06-09 2017-01-31 Pentair Flow Technologies, Llc Method of controlling a pump and motor
US8961149B2 (en) 2010-07-19 2015-02-24 Runtech Systems Oy Method for controlling a regulated-rotation-speed low-pressure centrifugal fan
FI125258B (fi) * 2010-07-19 2015-08-14 Runtech Systems Oy Menetelmä pyörimisnopeussäädetyn alipainekeskipakopuhaltimen ohjaamiseksi
BR112013014476A2 (pt) 2010-12-08 2016-09-20 Pentair Water Pool & Spa Inc válvula de descarga de alívio de vácuo para um sistema de segurança de liberação de vácuo
US9145893B2 (en) * 2011-06-08 2015-09-29 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Current control via speed control for driving screw compressor under cold conditions
BR112014010665A2 (pt) 2011-11-01 2017-12-05 Pentair Water Pool & Spa Inc sistema e processo de bloqueio de vazão
ITCO20110069A1 (it) * 2011-12-20 2013-06-21 Nuovo Pignone Spa Disposizione di prova per uno stadio di un compressore centrifugo
US9885360B2 (en) 2012-10-25 2018-02-06 Pentair Flow Technologies, Llc Battery backup sump pump systems and methods
JP6174131B2 (ja) * 2012-11-09 2017-08-02 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニーJohnson Controls Technology Company 延長された行程を有する可変形態ディフューザおよびその制御方法
JP6396662B2 (ja) * 2013-03-15 2018-09-26 ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド 冷凍装置および冷凍機の制御装置
US9528913B2 (en) 2014-07-24 2016-12-27 General Electric Company Method and systems for detection of compressor surge
NO338836B1 (en) * 2015-06-11 2016-10-24 Fmc Kongsberg Subsea As Load-sharing in parallel fluid pumps
US10316740B2 (en) * 2017-02-15 2019-06-11 Borgwarner Inc. Systems including an electrically assisted turbocharger and methods of using the same
JP7265540B2 (ja) * 2017-09-25 2023-04-26 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー 可変速駆動装置の入力電流制御
KR20220050573A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 엘지전자 주식회사 칠러 시스템 및 그 동작 방법
US11994140B2 (en) 2020-12-21 2024-05-28 Copeland Lp Surge control systems and methods for dynamic compressors
US11428233B2 (en) 2020-12-21 2022-08-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Surge control systems and methods for dynamic compressors

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4868286A (ja) * 1971-12-17 1973-09-18
US3863110A (en) * 1972-04-21 1975-01-28 Owens Illinois Inc Apparatus and method for controlling a centrifugal compressor
US3963367A (en) * 1974-08-21 1976-06-15 International Harvester Company Turbine surge detection system
US4164033A (en) * 1977-09-14 1979-08-07 Sundstrand Corporation Compressor surge control with airflow measurement
US4164034A (en) * 1977-09-14 1979-08-07 Sundstrand Corporation Compressor surge control with pressure rate of change control
US4177649A (en) * 1977-11-01 1979-12-11 Borg-Warner Corporation Surge suppression apparatus for compressor-driven system
US4259845A (en) * 1979-02-08 1981-04-07 Borg-Warner Corporation Logic control system for inverter-driven motor
US4282718A (en) * 1979-09-12 1981-08-11 Borg-Warner Corporation Evaporator inlet water temperature control system
JPS5721407U (ja) * 1980-07-08 1982-02-03
JPS5848102A (ja) * 1981-09-17 1983-03-22 Toshiba Corp 警報出力処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101350695B1 (ko) * 2009-06-05 2014-01-10 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 원심 압축기 및 그 운전 방법
US11378088B2 (en) 2009-06-05 2022-07-05 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Control system for centrifugal compressor
US11545893B2 (en) 2019-10-23 2023-01-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic circuit and electronic apparatus to output ringing voltage

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