KR20230119662A - Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors - Google Patents

Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors Download PDF

Info

Publication number
KR20230119662A
KR20230119662A KR1020237022144A KR20237022144A KR20230119662A KR 20230119662 A KR20230119662 A KR 20230119662A KR 1020237022144 A KR1020237022144 A KR 1020237022144A KR 20237022144 A KR20237022144 A KR 20237022144A KR 20230119662 A KR20230119662 A KR 20230119662A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
surge
motor
processor
memory
current
Prior art date
Application number
KR1020237022144A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
마이클 엠. 페레보치코프
매튜 제이. 스왈로우
Original Assignee
에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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
Priority claimed from US17/247,724 external-priority patent/US11428233B2/en
Priority claimed from US17/247,725 external-priority patent/US20220196025A1/en
Application filed by 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드 filed Critical 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
Publication of KR20230119662A publication Critical patent/KR20230119662A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0261Surge control by varying driving speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0292Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/335Output power or torque

Abstract

시스템은 동력학적 압축기(dynamic compressor), 가변 주파수 구동기(variable frequency drive: VFD) 및 제어기(controller)를 포함한다. 상기 동력학적 압축기는, 상기 동력학적 압축기 내에서 회전가능하게 지지되는 구동축(driveshaft)을 가지는 모터 및 상기 구동축에 연결되고 상기 구동축의 회전 시에 가공액(working fluid)을 압축시키도록 동작가능한 압축 메커니즘(compression mechanism)을 포함한다. VFD는 상기 모터에 제공되는 전류를 감지하도록 구성된 센서를 포함한다. 상기 제어기는 상기 모터에 연결되고 프로세서 및 메모리를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 VFD를 이용하여 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하고, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 신호들을 수신하고 그리고 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트(surge event)가 발생하였는지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장한다.The system includes a dynamic compressor, a variable frequency drive (VFD) and a controller. The dynamic compressor includes a motor having a driveshaft rotatably supported within the dynamic compressor and a compression mechanism coupled to the driveshaft and operable to compress a working fluid upon rotation of the driveshaft. (compression mechanism). The VFD includes a sensor configured to sense the current provided to the motor. The controller is coupled to the motor and includes a processor and memory. The memory operates the motor using the VFD to compress the working fluid, receives signals representing current from the VFD to the motor, and the received signal represents current from the VFD to the motor. stores instructions that program the processor to determine when a surge event has occurred based at least in part on

Description

동력학적 압축기들을 위한 서지 제어 시스템들 및 방법들Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors

본 출원은, 2020년 12월 21일자로 출원되고 그 개시 내용이 전부 본 명세서에 참조로 병합되는 미합중국 정규 특허출원 제17/247,724호 및 제17/247,725호에 대한 우선권을 주장한다.This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application Serial Nos. 17/247,724 and 17/247,725, filed on December 21, 2020, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.

본 개시의 분야는, 일반적으로 제어 시스템들에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 동력학적 압축기들(dynamic compressors)을 포함하는 기계 장치들을 위한 제어 시스템들에 관한 것이다.The field of the present disclosure relates generally to control systems, and more specifically to control systems for mechanical devices comprising dynamic compressors.

원심 압축기들(centrifugal compressors)을 포함하는 동력학적 압축기들(dynamic compressors)은 HVAC와 같은 많은 응응들에 사용된다. 원심 압축기들은, 압축 메커니즘들 또는 임펠러 단들(impeller stages) 간에서 모터에 연동 접속되는, 가스 포일 베어링들(gas foil bearings)에 의해 지지되는 구동축(driveshaft)을 가진다. 구동축이 임펠러 단들 간에 위치되어 있어 HVAC 시스템에서 냉매(refrigerant)를 선택된 압력으로 압축하기 위한 회전 속력으로 임펠러들이 회전된다. 압축 베어링들은, 압축 베어링 및 구동축 간의 마찰을 줄이기 위해 전형적으로 하나 이상의 기능들을 구비한다. 일단 축(shaft)이 충분히 빨리 돌면, 가스가 포일(foil)을 축으로부터 밀어내게 되어 아무 접촉도 일어나지 않는다. 축 및 가스 포일 베어링은, 점도 효과(viscosity effects)에 의해 가스를 베어링으로 끌어당기는 회전에 의해 발생되는 가스의 고압에 분리된다. 가스 갭(gas gap)을 개시하기 위해 가스 포일 베어링에 대한 축의 높은 회전이 요구되고, 일단 이것이 성취되면 아무런 접촉도 일어나지 않는다. 이러한 베어링들은 다른 베어링들에 비해 여러 장점들을 가지는데, 감소된 중량, 높은 속력들과 온도들에서의 안정된 동작, 높은 속력들에서의 저 전력 손실 및 유지보수를 덜 하더라도 얻어지는 긴 수명시간이 바로 그것이다.Dynamic compressors, including centrifugal compressors, are used in many applications such as HVAC. Centrifugal compressors have a driveshaft supported by gas foil bearings, interlocked to a motor between the compression mechanisms or impeller stages. A drive shaft is positioned between the impeller stages so that the impellers are rotated at a rotational speed to compress the refrigerant to a selected pressure in the HVAC system. Compression bearings typically have one or more functions to reduce friction between the compression bearing and the drive shaft. Once the shaft turns fast enough, the gas pushes the foil away from the shaft and no contact occurs. Shaft and gas foil bearings are separated by the high pressure of the gas generated by rotation which draws the gas into the bearing by viscosity effects. A high rotation of the shaft relative to the gas foil bearing is required to initiate the gas gap, and once this is achieved no contact occurs. These bearings have several advantages over other bearings: reduced weight, stable operation at high speeds and temperatures, low power loss at high speeds and long life time with little maintenance. will be.

압축기 서지 이벤트(surge events)는 압축기 및 베어링들을 포함하는 압축기 부품들의 마모를 가속시킨다. 서지는, 압축기가 내는 양정(head)이 압축기의 토출(discharge) 시의 시스템 압력을 극복하기에 불충분할 때 일어나는, 동력학적 압축기의 특징적인 작용이다. 일단 서지가 일어나면, 압축기의 출력 압력은 현격히 줄어들고, 결과적으로 압축기 내에서 흐름 역행(flow reversal)이 생긴다. 동력학적 압축기에 서지가 생기면 임펠러를 통한 가스 흐름에 실제로 역류가 생긴다. 서지는 통상 다단 압축기(multistage compressor)의 하나의 단에서 시작되고 매우 급속히 일어날 수 있다. 압축기들은 낮은 동작 속도들 때문에 스타트업하는 동안에 그리고 셧다운하는 동안에 서지 이벤트들에 특히 취약하다. 서지 이벤트들의 심각성 및 이들이 일으키는 손상은 압축기 속력에 따라 증가한다.Compressor surge events accelerate the wear of compressor components including the compressor and bearings. Surge is a characteristic action of a dynamic compressor that occurs when the compressor's head is insufficient to overcome the system pressure at compressor discharge. Once a surge occurs, the output pressure of the compressor is significantly reduced, resulting in flow reversal within the compressor. A surge in the dynamic compressor actually creates a reverse flow in the gas flow through the impeller. Surges usually originate in one stage of a multistage compressor and can occur very rapidly. Compressors are particularly vulnerable to surge events during startup and during shutdown because of their low operating speeds. The severity of surge events and the damage they cause increases with compressor speed.

본 배경 기술 부분은, 독자들에게 이하에서 설명되고 및/또는 청구되는, 본 개시의 다양한 측면들에 관련되어 있을 수 있는 다양한 기술적 측면들을 소개시킬 의도에서 제공된다. 독자들에게 본 개시의 다양한 측면들의 보다 나은 이해를 도모하기 위한 배경 정보를 제공하는데 있어서 본 논의가 도움이 되리라 믿어진다. 따라서 이러한 설명들은 이러한 취지에서 읽혀져야 하고 종래기술이라고 인정하는 취지로 읽혀져서는 아니됨을 이해하여야 한다.This background section is provided with the intention of introducing the reader to various technical aspects that may be related to various aspects of the present disclosure, described and/or claimed below. It is believed that this discussion will be helpful in providing the reader with background information to facilitate a better understanding of the various aspects of the present disclosure. Accordingly, it should be understood that these descriptions are to be read to this effect and not to the effect of an admission that they are prior art.

본 개시의 일 측면은, 동력학적 압축기(dynamic compressor), 가변 주파수 구동기(variable frequency drive: VFD) 및 제어기(controller)를 포함하는 시스템이다. 상기 동력학적 압축기는, 상기 동력학적 압축기 내에서 회전가능하게 지지되는 구동축(driveshaft)을 가지는 모터 및 상기 구동축에 연결되고 상기 구동축의 회전 시에 가공액(working fluid)을 압축시키도록 동작가능한 압축 메커니즘(compression mechanism)을 포함한다. 상기 가변 주파수 구동기는 상기 모터에 제공되는 전류를 감지하도록 구성된 센서를 포함한다. 상기 제어기는 상기 모터에 연결되고, 상기 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 VFD를 이용하여 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하고, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 신호들을 수신하고 그리고 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트(surge event)가 발생하였는지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장한다.One aspect of the present disclosure is a system that includes a dynamic compressor, a variable frequency drive (VFD) and a controller. The dynamic compressor includes a motor having a driveshaft rotatably supported within the dynamic compressor and a compression mechanism coupled to the driveshaft and operable to compress a working fluid upon rotation of the driveshaft. (compression mechanism). The variable frequency driver includes a sensor configured to sense a current provided to the motor. The controller is connected to the motor, and the controller includes a processor and memory. The memory operates the motor using the VFD to compress the working fluid, receives signals representing current from the VFD to the motor, and the received signal represents current from the VFD to the motor. stores instructions that program the processor to determine when a surge event has occurred based at least in part on

다른 측면은, 모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 위한 제어기이다. 상기 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하고, 상기 모터를 동작시키기 위해 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 신호들을 수신하고 그리고 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장한다.Another aspect is a controller for a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor. The controller includes a processor and memory. The memory operates the motor to compress the working fluid, receives signals representative of a current supplied to the motor for operating the motor, and transmits at least to the received signals representative of the current supplied to the motor. Stores instructions that program the processor to determine, in part, when a surge event has occurred.

다른 측면은, 모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기에서 서지 이벤트의 발생을 검출하는 방법이다. 상기 방법은, 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하는 단계, 상기 모터를 동작시키기 위해 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 신호들을 수신하는 단계, 및 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들 및 서지 임계값에만 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하는 단계를 포함한다.Another aspect is a method for detecting the occurrence of a surge event in a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor. The method includes operating the motor to compress the working fluid, receiving signals representative of current supplied to the motor to operate the motor, and the received signal representing current supplied to the motor. determining when a surge event occurred based only on the s and the surge threshold.

다른 측면은, 동력학적 압축기 및 제어기를 포함하는 시스템이다. 상기 동력학적 압축기는, 상기 동력학적 압축기 내에서 회전가능하게 지지되는 구동축을 가지는 모터 및 상기 구동축에 연결되고 상기 구동축의 회전 시에 가공액을 압축시키도록 동작가능한 압축 메커니즘을 포함한다. 상기 제어기는 상기 모터에 연결되고, 상기 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 예측되는 최소 서지 속력(predicted minimum surge speed)과 조절 마진(control margin)을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축하고, 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하고, 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 상기 메모리에 저장하고 그리고 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치(protective action)를 취할지 말지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장한다.Another aspect is a system comprising a dynamic compressor and controller. The dynamic compressor includes a motor having a drive shaft rotatably supported within the dynamic compressor and a compression mechanism connected to the drive shaft and operable to compress a working fluid upon rotation of the drive shaft. The controller is connected to the motor, and the controller includes a processor and memory. The memory operates the motor to compress the fluid at a motor speed greater than the predicted minimum surge speed plus a control margin, and determines when surge events have occurred. and storing in the memory an indicator of each surge event that the processor determines has occurred and programming the processor to determine whether or not to take a protective action when the processor determines that a surge event has occurred. Save.

다른 측면은, 모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 위한 제어기이다. 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 예측되는 최소 서지 속력과 조절 마진을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축하고, 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하고, 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 상기 메모리에 저장하고 그리고 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할지 말지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장한다.Another aspect is a controller for a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor. The controller includes a processor and memory. The memory compresses the fluid at a motor speed greater than the minimum surge speed predicted by operating the motor plus an adjustment margin, determines when surge events have occurred, and determines when surge events have occurred, and each of the surge events determined by the processor to have occurred. Stores an indicator of a surge event in the memory and stores instructions that program the processor to determine whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred.

다른 측면은, 모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 제어하기 위한 방법이다. 상기 방법은, 상기 모터를 동작시켜 상기 예측되는 최소 서지 스피드와 제어 마진을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축시키는 단계, 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하는 단계, 상기 프로세서가 발생하였다고 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 저장하는 단계, 및 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계를 포함한다.Another aspect is a method for controlling a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor. The method includes operating the motor to compress the working fluid at a motor speed greater than the predicted minimum surge speed plus a control margin, determining when surge events have occurred, and determining when the processor has occurred. storing an indicator of each surge event it determines, and determining whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred.

전술한 측면들과 관련하여 언급한 특징들을 다양하게 개선한 것들이 존재한다. 추가의 특징들이 전술한 측면들에 병합될 수도 있다. 이러한 개선들과 추가의 특징들이 개별적으로 또는 조합된 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예들의 임의의 것과 관련하여 이하에서 논의된 다양한 특징들이 전술한 측면의 임의의 것에 단독으로 또는 조합된 형태로 병합될 수 있다.There are various improvements to the features mentioned in relation to the aforementioned aspects. Additional features may be incorporated into the foregoing aspects. These improvements and additional features may exist individually or in combination. For example, various features discussed below in connection with any of the illustrated embodiments may be incorporated into any of the foregoing aspects, singly or in combination.

다음의 도면들은 본 개시의 다양한 측면들을 예시한다.
도 1은 조립된 압축기의 사시도이다.
도 2는 외부 도관(conduit)이 제거된 상태의, 도 1의 선(2-2)을 따라 절취하여 도시한 압축기의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베어링 하우징(bearing housing)의 슬리브(sleeve)를 통한 단면도로서, 고정용 클립 쌍(pair of retaining clips)을 이용하여 베어링 하우징의 슬리브 내에 유지된 포일 베어링 조립체(foil bearing assembly) 내에 지지된 구동축을 예시한다.
도 4는 도 1의 압축기에서 사용하기에 적합한 베어링 하우징의 다른 실시예의 단면도로서, 일 단부에 있는 베어링 하우징 내에 형성된 고정용 립((retaining lip) 및 다른 단부에 있는 고정용 클립 간의 베어링 하우징 내에 유지된 포일 베어링 조립체 내에 지지된 구동축을 예시한다.
도 5는 베어링 하우징 및 구동축에 대해 배열된 포일 베어링 조립체의 구성요소들의 분해도이다.
도 6은 동력학적 압축기를 위한 제어 시스템의 블록도이다.
도 7은 동력학적 원심 압축기에 대한 서지 전류 특성 그래프이다.
도 8은 동력학적 원심 압축기에 대한 속력 그래프이다.
도 9는 동력학적 원심 압축기에 대한 전류 그래프이다.
도 10은 동력학적 원심 압축기에 대한, 전류 스윙 퍼센트와 속력 퍼센트 간의 그래픽 관계이다.
도 11은 동력학적 원심 압축기의 동작 맵(operating map)이다.
도 12는 동력학적 원심 압축기에 대해 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 13은 도 12의 방법의 예시적 실시예의 흐름도이다.
도 14는 동력학적 압축기에 대해 서지 이벤트가 발생하였을 때 보호 조치(protective action)를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 15는 도 14의 방법의 예시적 실시예의 흐름도이다.
본 도면들에 걸쳐서 대응되는 참조 문자들은 대응되는 부품들을 나타낸다.
The following figures illustrate various aspects of the present disclosure.
1 is a perspective view of an assembled compressor;
FIG. 2 is a cross-sectional view of the compressor taken along line 2-2 in FIG. 1 with the outer conduit removed.
FIG. 3 is a cross-sectional view through a sleeve of the bearing housing shown in FIG. 2, showing a foil bearing assembly retained within the sleeve of the bearing housing using a pair of retaining clips; The drive shaft supported in the assembly) is illustrated.
4 is a cross-sectional view of another embodiment of a bearing housing suitable for use in the compressor of FIG. 1, retained within the bearing housing between a retaining lip formed within the bearing housing at one end and a retaining clip at the other end; A drive shaft supported in a foil bearing assembly is illustrated.
5 is an exploded view of the components of the foil bearing assembly arranged relative to the bearing housing and drive shaft.
6 is a block diagram of a control system for a dynamic compressor.
7 is a surge current characteristic graph for a dynamic centrifugal compressor.
8 is a speed graph for a dynamic centrifugal compressor.
9 is a current graph for a dynamic centrifugal compressor.
10 is a graphical relationship between current swing percent and speed percent for a dynamic centrifugal compressor.
11 is an operating map of a dynamic centrifugal compressor.
12 is a flow chart of a method for determining when surge events have occurred for a dynamic centrifugal compressor.
13 is a flow diagram of an exemplary embodiment of the method of FIG. 12 .
14 is a flowchart of a method for determining whether or not to take protective action when a surge event occurs for a dynamic compressor.
15 is a flow chart of an exemplary embodiment of the method of FIG. 14 .
Corresponding reference characters throughout the drawings indicate corresponding parts.

간결성을 위해 가스 포일 베어링들(gas foil bearings: GFB)을 가진 원심 압축기들에 대한 예들이 설명될 것이다. 그러나 본 명세서에서 설명되는 방법들 및 시스템들은 임의의 적합한 동력학적 압축기에 적용될 수 있다. 동력학적 압축기의 서지 제어 시스템에서, 서지 이벤트 발생들(surge event occurrences)을 감시하는 것, 일어난 서지 이벤트들의 개수를 감시하는 것, 서지 이벤트들의 심각도(severity)를 감시하는 것, 서지 임계값들(surge thresholds)을 결정하는 것, 모터 속력과 서지 이벤트들 간의 관계를 결정하는 것, 더 큰 서지 마진(surge margin)을 제공하기 위해 조절 마진들(control margins)을 조정하는 것 그리고 서지 이벤트가 발생하였을 때 알림들(alerts)을 발생시키는 것과 같은 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 것, 기계 장치의 동작을 정지시키는 것 등등이 손상을 방지하고 원심 압축기의 수명을 증가시킬 수 있다. 이러한 단계들은, 예방적 관리를 보다 정확히 스케쥴링하는 것을 가능하게 하고, 서지 방지 제어들의 감도를 증가시키고, 안정될 때까지 원심 압축기를 더 낮은 속력에서 유지함으로써 스타트업(start-up) 시에 서지 심각도(surge severity)를 제한함으로써 신뢰성을 개선하고, 고장나고(faulting) 셧다운되기(shutting down) 전에 시스템으로 하여금 원심 압축기에서의 런타임(runtime)을 증가시킴으로써 계속적으로 냉각을 제공하도록 하고 그리고 추정된 맵들(estimated maps) 대신에 서지 검출 시에 언로딩 장치(unloading device)를 동작시킴으로써 서지 심각도를 제한함으로써 신뢰성을 개선함으로써 원심 압축기의 치명적인 고장을 더욱 방지할 수 있다.For brevity, examples will be given of centrifugal compressors with gas foil bearings (GFB). However, the methods and systems described herein may be applied to any suitable dynamic compressor. In the surge control system of the dynamic compressor, monitoring surge event occurrences, monitoring the number of surge events that have occurred, monitoring the severity of surge events, and determining surge thresholds ( surge thresholds, determining the relationship between motor speed and surge events, adjusting control margins to provide a larger surge margin, and Deciding whether or not to take protective action, such as generating alerts, stopping operation of machinery, etc., can prevent damage and increase the life of the centrifugal compressor. These steps make it possible to more accurately schedule preventive maintenance, increase the sensitivity of anti-surge controls, and reduce surge severity at start-up by holding the centrifugal compressor at a lower speed until stable. improve reliability by limiting surge severity, allow the system to continue to provide cooling by increasing the runtime in the centrifugal compressor before faulting and shutting down, and estimate maps ( By limiting the severity of surges by activating an unloading device upon detection of surges instead of estimated maps, reliability is improved, further preventing catastrophic failures of centrifugal compressors.

도 1을 참조하면, 2단 냉매 압축기(two-stage refrigerant compressor)의 형태로 예시된 압축기가 도면번호 100으로 지시되어 있다. 압축기(100)는, 내부에서 냉매 압축(refrigerant compression)의 각각의 단(stage)이 수행되는 적어도 하나의 밀봉된 공동(cavity)을 형성하는 압축기 하우징(102)을 일반적으로 포함한다. 압축기(100)는, 냉매 증기(refrigerant vapor)를 제1 압축 단(도 1에서 도면번호를 붙이지 않았음)으로 유입시키기 위한 제1 냉매 인입구(110), 제1 냉매 출구(114), 압축된 냉매를 제1 압축 단에서 제2 압축 단으로 이송하기 위한 냉매 이송 도관(112), 냉매 증기를 제2 압축 단(도 1에서 도면번호를 붙이지 않았음)으로 유입시키기 위한 제2 냉매 인입구(118) 및 제2 냉매 출구(120)를 포함한다. 냉매 이송 도관(112)은 대향하는 단부들에서 제1 냉매 출구(114) 및 제2 냉매 인입구(118)에 각각 연동 접속되어 있다. 제2 냉매 출구(120)는 압축된 냉매를 제2 압축 단에서부터, 압축기(100)가 포함되어 있는 냉각 시스템(cooling system)으로 전달한다.Referring to FIG. 1 , a compressor exemplified in the form of a two-stage refrigerant compressor is indicated by reference numeral 100 . Compressor 100 generally includes a compressor housing 102 defining at least one sealed cavity within which each stage of refrigerant compression is performed. The compressor 100 has a first refrigerant inlet 110, a first refrigerant outlet 114 for introducing refrigerant vapor into a first compression stage (not referenced in FIG. 1), A refrigerant transfer conduit 112 for transferring refrigerant from a first compression stage to a second compression stage, and a second refrigerant inlet 118 for introducing refrigerant vapor into a second compression stage (not referenced in FIG. 1). ) and a second refrigerant outlet 120. The refrigerant conveying conduit 112 is interlockingly connected to the first refrigerant outlet 114 and the second refrigerant inlet 118 at opposite ends, respectively. The second refrigerant outlet 120 delivers compressed refrigerant from the second compression stage to a cooling system in which the compressor 100 is included.

도 2를 참조하면, 압축기 하우징(102)은 압축기(100)의 대향하는 단부들에서 제1 압축 단(124) 및 제2 압축 단(126)을 수용한다. 제1 압축 단(124)은 제1 냉매 인입구(110)를 통해 들어가는 냉매에 운동 에너지를 가하도록 구성된 제1 압축 메커니즘(106)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제1 압축 메커니즘(106)은 임펠러(impeller)이다. 제1 압축 메커니즘(106)에 의해 냉매에 부여된 운동 에너지는, 냉매 속도가 벌루트(volute, 132) 내에 형성된 밀봉된 공동(예를 들어, 디퓨져(diffuser))으로 이송 시에 줄어듦에 따라 증가된 냉매 압력으로 변환된다. 마찬가지로, 제2 압축 단(126)은 제2 냉매 인입구(118)를 통해 들어가는, 제1 압축 단(124)으로부터 이송되는 냉매에 운동 에너지를 가하도록 구성된 제2 압축 메커니즘(116)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제2 압축 메커니즘(116)은 임펠러(impeller)이다. 제2 압축 메커니즘(116)에 의해 냉매에 부여된 운동 에너지는, 냉매 속도가 벌루트(volute, 132) 내에 형성된 밀봉된 공동(예를 들어, 디퓨져(diffuser))으로 이송 시에 줄어듦에 따라 증가된 냉매 압력으로 변환된다. 압축된 냉매는 제2 냉매 출구(120)(도 2에 도시되지 않음)를 통해 제2 압축 단(126)을 빠져나간다.Referring to FIG. 2 , compressor housing 102 houses first compression stage 124 and second compression stage 126 at opposite ends of compressor 100 . The first compression stage 124 includes a first compression mechanism 106 configured to apply kinetic energy to the refrigerant entering through the first refrigerant inlet 110 . In some embodiments, the first compression mechanism 106 is an impeller. The kinetic energy imparted to the refrigerant by the first compression mechanism 106 increases as the refrigerant velocity decreases as it is transported into a sealed cavity formed in the volute 132 (eg, a diffuser). converted to refrigerant pressure. Similarly, the second compression stage 126 includes a second compression mechanism 116 configured to apply kinetic energy to the refrigerant transported from the first compression stage 124 entering through the second refrigerant inlet 118 . In some embodiments, the second compression mechanism 116 is an impeller. The kinetic energy imparted to the refrigerant by the second compression mechanism 116 increases as the refrigerant velocity decreases as it is transported into a sealed cavity (eg, a diffuser) formed in the volute 132. converted to refrigerant pressure. The compressed refrigerant exits the second compression stage 126 through the second refrigerant outlet 120 (not shown in FIG. 2).

도 2를 참조하면, 제1 단의 압축 메커니즘(106) 및 제2 단의 압축 메커니즘(116)은 구동축(104)의 대향하는 단부들에서 연결되어 있다. 구동축(104)이 제1 단의 압축 메커니즘(106) 및 제2 단의 압축 메커니즘(116) 사이에 위치한 모터(108)에 연동 접속되어 있어서, 제1 단의 압축 메커니즘(106) 및 제2 단의 압축 메커니즘(116)이 제2 냉매 출구(120)(도 2에 도시되지 않음)를 빠져나가는 냉매를 미리 선택된 질량 유량(mass flow)으로 압축하기 위해 선택된 회전 속도로 회전된다. 전기 모터를 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 모터가 압축기(100)에 포함될 수 있다. 구동축(104)은, 이하에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이 각각의 베어링 하우징(bearing housing, 200/200a)의 슬리브(202) 내에 위치한 가스 포일 베어링 조립체들(300)에 의해 지지된다. 각각의 베어링 하우징(200/200a)은, 도 2에 예시된 바와 같이 해당 베어링 하우징(200/200a)을 압축기 하우징(102)에 연결하기 위한 장착 구조체(mounting structure)(도시되지 않음)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the first stage compression mechanism 106 and the second stage compression mechanism 116 are connected at opposite ends of the drive shaft 104 . The drive shaft 104 is linked to a motor 108 located between the first stage compression mechanism 106 and the second stage compression mechanism 116, so that the first stage compression mechanism 106 and the second stage compression mechanism 106 and the second stage compression mechanism 106 The compression mechanism 116 of the is rotated at a selected rotational speed to compress the refrigerant exiting the second refrigerant outlet 120 (not shown in FIG. 2 ) to a preselected mass flow. Any suitable motor may be included in compressor 100, including but not limited to an electric motor. The drive shaft 104 is supported by gas foil bearing assemblies 300 located within the sleeve 202 of each bearing housing 200/200a, as described in further detail below. Each bearing housing 200/200a includes a mounting structure (not shown) for connecting the bearing housing 200/200a to the compressor housing 102, as illustrated in FIG. .

도 2를 참조하면, 각각의 베어링 하우징(200/200a)은 구동축(104)을 지지하고, 구동축(104)은 베어링 하우징(200/200a)을 통해 슬리브(202)에 대향하게 돌출되어 있고, 압축 메커니즘(106)은 구동축(104)의 돌출 단부에 연결되어 있다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 가스 포일 베어링 조립체(300)가 베어링 하우징(200) 내의 원통형 보어(cylindrical bore, 206) 내에 위치해 있다. 구동축(104)은 가스 포일 베어링 조립체(300) 내에 꼭 맞게 장착되는데, 가스 포일 베어링 조립체(300)는, 슬리브(202)의 내부 벽에 인접하게 위치한 외부 연성(compliant) 포일 또는 포일 층(302), 구동축(104)에 인접하게 위치한 내부 연성 포일 또는 포일 층(306)('상부 포일'(top foil)이라 불리기도 함) 및 내부 포일 층(306) 및 외부 포일 층(302) 사이에 위치한 범프 포일(bump foil) 또는 포일 층(310)을 포함한다. 가스 포일 베어링 조립체의 포일들 또는 층들(302/306/310)은 기존의 포일 베어링 설계 방법들에 의해 결정된 바대로 상대적으로 갭(gap)이 없거나 거의 없는 구동축(104)을 수용하기 위한 크기로 된 본질적으로 원통형인 원통형 튜브(cylindrical tube)를 구성한다. 외부 포일 층(302), 내부 포일 층(306) 및 범프 포일 층(310)과 같은 포일 베어링 조립체(300)의 부품들은 포일 베어링 조립체(300)가 본 명세서에서 설명된 대로 기능하도록 하는 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 적합한 물질들은, 예를 들어 그리고 제한적이지 않는 의미에서 금속 합금들(metal alloys)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 외부 포일 층(302), 내부 포일 층(306) 및 범프 포일 층(310)의 각각은 스테인리스 스틸(예를 들어, 17-4 스테인리스 스틸)로 제조된다.Referring to FIG. 2 , each bearing housing 200/200a supports a drive shaft 104, and the drive shaft 104 protrudes through the bearing housing 200/200a to oppose the sleeve 202, and is compressed. Mechanism 106 is coupled to the protruding end of drive shaft 104 . Referring to FIGS. 3 and 5 , a gas foil bearing assembly 300 is positioned within a cylindrical bore 206 in the bearing housing 200 . The drive shaft 104 is snugly mounted within a gas foil bearing assembly 300, which has an outer compliant foil or foil layer 302 positioned adjacent the inner wall of the sleeve 202. , an inner flexible foil or foil layer 306 (also referred to as 'top foil') located adjacent to the drive shaft 104 and a bump located between the inner foil layer 306 and the outer foil layer 302. and a bump foil or foil layer 310 . The foils or layers 302/306/310 of the gas foil bearing assembly are sized to accommodate the drive shaft 104 with relatively little or no gap as determined by existing foil bearing design methods. It constitutes an essentially cylindrical cylindrical tube. Components of foil bearing assembly 300, such as outer foil layer 302, inner foil layer 306, and bump foil layer 310, may be any suitable components that allow foil bearing assembly 300 to function as described herein. material can be made. Suitable materials include, by way of example and not in a limiting sense, metal alloys. In some embodiments, for example, each of the outer foil layer 302, inner foil layer 306, and bump foil layer 310 is made of stainless steel (eg, 17-4 stainless steel).

다시 도 3을 참조하면, 예시된 실시예에서의 포일 베어링 조립체(300)는, 슬리브(202)의 원통형 보어(206) 내에서 층들(302/306/310)의 축 방향으로의 미끄러짐을 방지하기 위해 층들(302/306/310)의 대향하는 단부들에 인접하게 위치된 포일 키퍼 쌍(pair of foil keepers, 312a/312b)을 더 포함한다. 포일 키퍼들(312a/312b)에 인접하게 위치한 포일 고정용 클립 쌍(pair of foil retaining clips, 314a/314b)은, 원통형 보어(206) 내에서 층들(302/306/310)을 잠금 축 위치(locked axial position)로 각각 고정시킨다. 포일 고정용 클립들(314a/314b)은 베어링 하우징(200)에 탈착가능하게 연결될 수 있다.Referring back to FIG. 3 , the foil bearing assembly 300 in the illustrated embodiment is designed to prevent axial slip of the layers 302/306/310 within the cylindrical bore 206 of the sleeve 202. and a pair of foil keepers 312a/312b positioned adjacent opposite ends of the layers 302/306/310. A pair of foil retaining clips 314a/314b positioned adjacent to the foil keepers 312a/312b locks the layers 302/306/310 within the cylindrical bore 206 in a locking axial position ( locked axial position) respectively. The clips 314a/314b for fixing the foil may be detachably connected to the bearing housing 200.

다른 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 베어링 하우징(200a)은 베어링 하우징(200a)과 일체로 형성되고(예를 들어, 캐스트(cast)) 원통형 보어(206)를 정의하는 방사형 내부 표면(204)으로부터 방사상으로 내부로 돌출되는 포일 고정용 립(foil retaining lip, 214)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 포일 고정용 립(214)은, (도 2에 도시된) 압축 메커니즘(116)에 인접한 원통형 보어(206)의 압축 메커니즘 단부(216)에 가까이 위치되어 있다. 포일 고정용 립(214)은, 포일 베어링 조립체(300)의 층들(302/306/310)의 적어도 일부와 중첩되는 방사형 내부 표면(204)로부터 방사상의 거리만큼 돌출하도록 된 크기이고 그런 치수로 되어 있다. 포일 고정용 립(214)은 방사형 내부 표면(204)의 외주를 따라 완전히 연장될 수 있고 또는 포일 고정용 립은 방사형 내부 표면(204)의 외주의 일부에 걸쳐 연장되고 인접한 방사형 내부 표면(204)과 같은 높이인(flush with) 공간들에 의해 분리된 두개 이상의 세그먼트들(segments)을 포함할 수 있다. 베어링 하우징(200)(도 4에 도시되지 않음)이 유사하게 형성될 수 있다.In other embodiments, as shown in FIG. 4 , each bearing housing 200a is integrally formed (eg, cast) with the bearing housing 200a and defines a cylindrical bore 206 . and a foil retaining lip 214 projecting radially inwardly from the radial inner surface 204 . In the illustrated embodiment, the foil fixing lip 214 is located proximate the compression mechanism end 216 of the cylindrical bore 206 adjacent the compression mechanism 116 (shown in FIG. 2). The foil clamping lip 214 is sized and dimensioned to protrude a radial distance from the radial inner surface 204 overlapping at least a portion of the layers 302/306/310 of the foil bearing assembly 300. there is. The foil anchoring lip 214 can extend completely along the circumference of the radial inner surface 204 or the foil anchoring lip extends over a portion of the circumference of the radial inner surface 204 and extends over an adjacent radial inner surface 204. It may contain two or more segments separated by spaces that are flush with. The bearing housing 200 (not shown in FIG. 4) may be similarly formed.

도 4에 예시된 실시예의 포일 베어링 조립체(300)는, 슬리브(202)의 원통형 보어(206) 내에서 층들(302/306/310)의 축 방향으로의 운동을 방지하기 위해 층들(302/306/310)의 단부들에 인접하게 그리고 포일 고정용 립(214)에 대향되게 위치한 단일의 포일 고정용 클립(314)을 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 포일 고정용 클립(314)은, 원통형 보어(206)의 모터 단부(218) 가까이에 있는 원통형 보어(206)의 방사형 내부 표면(204) 내에 형성된 외주 홈(circumferential groove, 212)에 맞게 끼워진다.The foil bearing assembly 300 of the embodiment illustrated in FIG. 4 includes layers 302/306 to prevent axial movement of the layers 302/306/310 within the cylindrical bore 206 of the sleeve 202. / 310) and a single foil fixing clip 314 located adjacent to the ends and opposite the foil fixing lip 214. In this embodiment, the foil clamping clip 314 is formed in a circumferential groove 212 formed in the radial inner surface 204 of the cylindrical bore 206 proximate the motor end 218 of the cylindrical bore 206. fitted to fit

포일 고정용 립(214)은, 압축 메커니즘 단부(216)에 있는 원통형 보어(206)의 개구에 바로 인접한 위치를 포함하여(이 위치에 제한되는 것은 아님) 압축 메커니즘 단부(216) 가까이의 원통형 보어(206)의 임의의 영역 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, 포일 고정용 립(214)은 모터 단부(218)에 있는 원통형 보어(206)의 개구에 바로 인접한 위치를 포함하여(이 위치에 제한되는 것은 아님) 모터 단부(218) 가까이의 원통형 보어(206)의 임의의 영역 내에 위치될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 포일 고정용 클립(314)은, 도 4에 예시된 배열과 본질적으로 반대인 배열로, 압축 메커니즘 단부(216) 가까이의 원통형 보어(206)의 방사형 내부 표면(204) 내에 형성된 외주 홈(212)에 맞게 끼워진다.Foil clamping lip 214 is provided in a cylindrical bore proximate to compression mechanism end 216, including but not limited to a location immediately adjacent to an opening of cylindrical bore 206 in compression mechanism end 216. (206). Alternatively, the foil fixing lip 214 may be positioned on a cylindrical surface proximate to the motor end 218, including but not limited to a location immediately adjacent to the opening of a cylindrical bore 206 in the motor end 218. It can be located within any area of bore 206. In these embodiments, the foil securing clip 314 is positioned within the radial inner surface 204 of the cylindrical bore 206 proximate the compression mechanism end 216, in an arrangement essentially reversal of the arrangement illustrated in FIG. 4 . It fits into the formed outer circumferential groove 212.

도 4를 참조하면, 포일 베어링 조립체(300)를 모터 단부(218)에 있는 베어링 하우징(200)의 원통형 보어(206)에 삽입함으로써 포일 베어링 조립체(300)가 베어링 하우징(200) 내에 설치된다. 그 다음 포일 베어링 조립체(300)를, 층들(302/306/310)이 포일 고정용 립(214)에 접촉할 때까지 압축 메커니즘 단부(216)를 향해 원통형 보어(206)로 축 방향으로 민다. 그 다음 포일 고정용 클립(314)이, 포일 베어링 조립체(300)를 제자리에 고정시키기 위해, 원통형 보어(206)의 모터 단부(218) 가까이의 외주 홈(212)에 맞게 끼워진다.Referring to FIG. 4 , the foil bearing assembly 300 is installed within the bearing housing 200 by inserting the foil bearing assembly 300 into the cylindrical bore 206 of the bearing housing 200 at the motor end 218. The foil bearing assembly 300 is then axially pushed into the cylindrical bore 206 toward the compression mechanism end 216 until the layers 302/306/310 contact the foil holding lip 214. A foil retaining clip 314 is then fitted into the circumferential groove 212 near the motor end 218 of the cylindrical bore 206 to secure the foil bearing assembly 300 in place.

다른 실시예들에서, 포일 베어링 조립체(300)를 슬리브(202) 내에 고정시키기 위한 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 적합한 방법들의 비제한적인 예들은 키퍼들(keepers) 및 고정용 클립들, 접착제, 세트 나사(set screws) 및 임의의 다른 적합한 고정 방법을 포함한다.In other embodiments, any suitable method for securing the foil bearing assembly 300 within the sleeve 202 may be used. Non-limiting examples of suitable methods include keepers and securing clips, adhesives, set screws and any other suitable securing method.

베어링 하우징들(200/200a)은, 전술한 포일 베어링 조립체(300)와 같은 방사상의 베어링들, 쓰러스트 베어링(thrust bearing) 및 근접 포로브들(proximity probes), 압력 변환기들(pressure transducers), 써모커플들(thermocouples), 키페이서들(key phasers) 및 이와 유사한 것과 같은 수동 및 능동 제어 설계들(schemes)을 위한 피드백으로서 사용되는 감지 소자들(도시되지 않음)에 제한되지 않으나 이들을 포함하는 다양한 구성요소들을 위한 장착 구조체로서 더욱 기능할 수 있다.Bearing housings 200/200a include radial bearings, thrust bearings and proximity probes, pressure transducers, including but not limited to sensing elements (not shown) used as feedback for passive and active control schemes such as thermocouples, key phasers and the like It can further function as a mounting structure for various components.

포일 베어링 조립체(300)는 그 형태가 제한되지 않고 임의의 적절한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 포일 베어링 조립체(300)는 2개의 층들, 3개의 층들, 4개의 층들 또는 무제한으로 추가의 층들이 제공될 수 있다. 포일 베어링 조립체(300)의 범프 포일(310)은, 압축기(100)의 동작 시에 회전하는 구동축(104)을 위한 탄성 표면을 제공하기 위해 방사상 탄성 구조체(radially elastic structure)로부터 형성될 수 있다. 범프 포일(310)은, 변형가능한 범프들의 어레이(array of deformable bumps) 또는 간헐적 압축 레이디얼 로드들(intermittent compressive radial loads) 하에서 변형되거나 반발(rebound)하도록 설계된 다른 특징들 및 간헐적 압축 레이디얼 로드들 하에서 압축하고 반발할 수 있는 임의의 다른 탄성 복귀성의 재료(elastically resilient material)를 포함하나 이에 제한되지 않는, 임의의 적합한 방사상 탄성 구조체로부터 형성될 수 있다. 범프 포일(310)은 외부 층(302) 및 내부 층(306)의 적어도 하나에 제한되지 않고 이를 포함하는, 적어도 하나의 인접 층에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 범프 포일(310)은 외부 층(302) 및 내부 층(306)의 모두에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 범프 포일(310)은 자유로이 부유(floating)할 수 있고 포일 베어링 조립체(300)의 어느 층에도 연결되지 않을 수 있다.The form of the foil bearing assembly 300 is not limited and may be provided in any suitable form. For example, the foil bearing assembly 300 may be provided with two layers, three layers, four layers or an unlimited number of additional layers. The bump foil 310 of the foil bearing assembly 300 may be formed from a radially elastic structure to provide a resilient surface for the drive shaft 104 to rotate during operation of the compressor 100. The bump foil 310 has an array of deformable bumps or other features designed to deform or rebound under intermittent compressive radial loads and intermittent compressive radial loads. It can be formed from any suitable radially elastic structure, including but not limited to any other elastically resilient material capable of compressing and repelling under pressure. The bump foil 310 can be connected to at least one adjacent layer, including but not limited to at least one of the outer layer 302 and the inner layer 306 . In some embodiments, bump foil 310 may be connected to both outer layer 302 and inner layer 306 . In some embodiments, bump foil 310 may be free floating and not connected to any layer of foil bearing assembly 300 .

도 6을 참조하면, 시스템(400)의 예시적인 실시예는 동력학적 압축기(404)를 포함한다. 실시예에서, 동력학적 압축기는 원심 압축기이다. 다른 실시예들에서, 동력학적 압축기는 축류 압축기(axial compressor)이다. 시스템(400)은 압축기 하우징(405)을 가지는 압축기(404), 언로딩 장치(401), 사용자 인터페이스(415) 및 제어기(410)를 포함한다. 압축기는 모터(406), 압축 메커니즘(407), 가스 포일 베어링(409) 및 속력 센서(417)를 포함한다. 시스템(400)은, 전류 센서(408) 및 모터(406)와 통신하는 모터 인터페이스(413)를 갖는 가변 주파수 구동기(variable frequency drive: VFD)를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, VFD(416)는 제어기(410)의 제어 하에 동작한다. 몇몇 실시예들에서, VFD(416)는 제어기(410)의 일부이다. 예시적인 실시예에서, 압축 메커니즘(407)은 임펠러이고, 동력학적 압축기(404)는 원심 압축기이다. 다른 실시예들에서, 압축 메커니즘(407)은 블레이드들(blades)이고, 동력학적 압축기(404)는 축류 압축기이다. 모터(406), 압축 메커니즘(407) 및 가스 포일 베어링(409)을 포함하는 압축기(404) 및 압축기 하우징(405)은 도 1 내지 도 5에 기술된 압축기(100)와 유사하게 제조될 수 있거나 아니면 다른 방식으로 제조될 수도 있다. 압축기(404)는 시스템(400)에서 특정의 구조로 제한되지 않는다. 압축기(404)는, 압축기(404)의 동작을 제어하고 언제 서지 이벤트가 발생하였는지 그리고 하나 이상의 서지 이벤트들이 발생하였을 때 보호 조치를 취할지 말지를 결정하기 위한 제어기(410)를 포함한다. 제어기(410)는 프로세서(411), 메모리(412) 및 언로딩 인터페이스(414)를 포함한다. 메모리(412)는, 압축기(404)를 제어하고 서지 이벤트가 발생하였는지, 언제 서지 이벤트가 발생하였는지 그리고 이에 응하여 보호 조치를 취할지 말지를 결정하는 방법들을 수행하기 위해 프로세서(411)에 의해 실행되는 명령어들을 포함한다.Referring to FIG. 6 , an exemplary embodiment of a system 400 includes a dynamic compressor 404 . In an embodiment, the dynamic compressor is a centrifugal compressor. In other embodiments, the dynamic compressor is an axial compressor. System 400 includes a compressor 404 having a compressor housing 405 , an unloading device 401 , a user interface 415 and a controller 410 . The compressor includes a motor 406 , a compression mechanism 407 , a gas foil bearing 409 and a speed sensor 417 . The system 400 further includes a variable frequency drive (VFD) having a motor interface 413 in communication with a current sensor 408 and a motor 406 . In some embodiments, VFD 416 operates under control of controller 410 . In some embodiments, VFD 416 is part of controller 410 . In an exemplary embodiment, the compression mechanism 407 is an impeller and the dynamic compressor 404 is a centrifugal compressor. In other embodiments, the compression mechanism 407 is blades and the kinetic compressor 404 is an axial compressor. Compressor 404 and compressor housing 405, including motor 406, compression mechanism 407 and gas foil bearing 409, may be manufactured similarly to compressor 100 described in FIGS. 1-5 or Or it could be made in another way. Compressor 404 is not limited to any particular structure in system 400. Compressor 404 includes a controller 410 for controlling the operation of compressor 404 and determining when a surge event has occurred and whether or not to take protective action when one or more surge events have occurred. The controller 410 includes a processor 411 , a memory 412 and an unloading interface 414 . Memory 412 includes instructions executed by processor 411 to perform methods that control compressor 404 and determine if and when a surge event has occurred and whether or not to take protective action in response. include them

시스템(400)에서의 언로딩 장치(401)는, 스타트업 및 셧다운 루틴들(start-up and shut-down routines) 그리고 검출된 서지 이벤트들 동안에 서지 이벤트들의 심각도를 제한하기 위해 압축기에 걸리는 로드(load)를 제거하거나 및/또는 줄인다. 예시적인 실시예에서, 언로딩 장치(401)는 바이패스 밸브(bypass valve)이다. 냉매 바이패스 밸브들과 같은 바이패스 밸브들은 가스에 대한 대안적 경로를 제공하고 그리하여 압축기 모터(406)가 스타트업 동안에 아무리 천천히 가속하고 셧다운 동안에 아무리 천천히 감속한다고 하여도 압축기(404)의 압력 상승을 정지시키고 잠재적인 서징(potential surging)을 제한하게 된다. 다른 실시예들에서, 언로딩 장치(401)는 팽창 밸브(expansion valve)이다. 다른 실시예들에서, 언로딩 장치(401)는, 서보 밸브(servo valve)와 같은 구경 밸브(diameter valve) 또는 가변형 오리피스(variable orifice) 및 듀티 싸이클에 따라 개폐를 제어하도록 구성된 펄스 폭 변조(pulse-width-modulated: PWM) 밸브 또는 솔레노이드 밸브와 같은 구경 밸브 또는 고정형 오리피스일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 언로딩 장치(401)는 가변 디퓨져(variable diffuser) 또는 VIGV(Variable Inlet Guide Vane)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 다양한 유형의 언로딩 장치들이 본 명세서에 기술되지만, 언로딩 장치(401)는 압축기(404)에 걸리는 로드를 줄이는 임의의 적절한 장치 또는 장치들의 조합일 수 있다.The unloading device 401 in the system 400 controls the load on the compressor to limit the severity of surge events during start-up and shut-down routines and detected surge events. load) is eliminated and/or reduced. In an exemplary embodiment, the unloading device 401 is a bypass valve. Bypass valves, such as refrigerant bypass valves, provide an alternate path for gas and thus prevent pressure rise in compressor 404 no matter how slowly compressor motor 406 accelerates during start-up and decelerates during shutdown. stop and limit potential surging. In other embodiments, the unloading device 401 is an expansion valve. In other embodiments, the unloading device 401 is a variable orifice or a diameter valve such as a servo valve and pulse width modulation configured to control opening and closing according to a duty cycle. -width-modulated: PWM) valves or solenoid valves, or fixed orifice valves. In other embodiments, the unloading device 401 may be a variable diffuser or a variable inlet guide vane (VIGV), but is not limited thereto. Although various types of unloading devices are described herein, unloading device 401 may be any suitable device or combination of devices that reduces the load on compressor 404 .

언로딩 장치(401)는 제어기(410)에 연동 결합되어 있고, 제어기(410)는, 바이패스 밸브를 여는 것과 같은 언로딩 장치(401)의 적어도 하나의 동작 파라미터를 제어하도록 구성된다. 전류 센서(408)는 모터(406)의 전류를 측정하고, 제어기(410)는 모터(406)의 측정된 전류에서의 스파이크를 검출함으로써 압축기(404)의 서지 이벤트가 발생하였는지의 여부 및 언제 압축기(404)의 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정한다. 제어기(410)는 언제 서지 이벤트가 종결되었는지를 결정하고, 모터(406)의 측정된 전류가 실질적으로 일정할 때 정상 동작이 재개된다. 다른 실시예들은, 전압의 변화를 검출하는 것, 압력의 변화를 검출하는 것, 서지에 의해 야기되는 진동(vibrations)을 감지하는 것 또는 이와 유사한 것과 같은 다른 기법들을 이용하여 서지 이벤트의 발생과 종료를 검출할 수 있다. 제어기(410)는 서지 이벤트가 발생하였을 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 더 결정한다. 하나 이상의 제어 설계들에 사용하기 위한 적절한 센서들의 비제한적인 예들은, 온도 센서들, 압력 센서들, 유량 센서들(flow sensors), 전류 센서들, 전압 센서들, 회전 속도 센서들(rotational rate sensors) 및 임의의 다른 적절한 센서들을 포함한다.The unloading device 401 is interlocked with the controller 410, the controller 410 being configured to control at least one operating parameter of the unloading device 401, such as opening a bypass valve. Current sensor 408 measures the current in motor 406, and controller 410 detects spikes in the measured current in motor 406 to determine if and when a surge event in compressor 404 has occurred and when the compressor It is determined whether the surge event of 404 has occurred. Controller 410 determines when the surge event has ended and normal operation resumes when the measured current in motor 406 is substantially constant. Other embodiments may use other techniques such as detecting changes in voltage, detecting changes in pressure, sensing vibrations caused by a surge, or the like, to generate and terminate surge events. can be detected. The controller 410 further determines whether or not to take protective measures when a surge event occurs. Non-limiting examples of sensors suitable for use in one or more control designs include temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, current sensors, voltage sensors, rotational rate sensors ) and any other suitable sensors.

제어 시스템(400)은, VFD(416)을 모터(406)에 접속하기 위한 모터 인터페이스(413), 제어기(410)를 VFD(416)에 접속하기 위한 인터페이스 및 제어기(410)를 언로딩 장치(401)에 접속하기 위한 언로딩 인터페이스(414)를 포함한다. 그 다음 프로세서(411)는 VFD(416)에서 모터(406)로의 전류를 나타내는 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하고 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할것인지 말것인지를 결정하기 위해 메모리(412)에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다.The control system 400 includes a motor interface 413 for connecting the VFD 416 to the motor 406, an interface for connecting the controller 410 to the VFD 416, and an unloading device for the controller 410 ( and an unloading interface 414 to access 401). Processor 411 then determines when a surge event has occurred based at least in part on the received signals representing the current from VFD 416 to motor 406 and takes protective action when the processor determines that a surge event has occurred. It can execute instructions stored in memory 412 to determine whether to take or not.

제어 시스템(400)은 시스템(400)과 연관된 (예를 들어, 사용자로부터의) 정보를 출력하고(예를 들어, 디스플레이하고) 및/또는 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스(415)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 인터페이스(415)는, 시스템(400)의 동작을 활성화 및 비활성화시키고(즉, 켜고 끄고) 또는 그렇지 않으면 인에이블시키기 위해 사용자로부터 활성화 및/또는 비활성화 입력을 수신하도록 구성된다. 더욱이, 몇몇 실시예들에서, 사용자 인터페이스(415)는, 예를 들어 그리고 제한적이지 않은 맥락에서(without limitation) 심각도 알림들(severity alerts), 발생 알림들(occurrence alerts), 고장 알림들(fault alerts) 및 모터 속력 알림들(motor speed alerts)과 같은 경고 표시자들(warning indicators) 뿐만 아니라 가스 포일 베어링(409)의 상태 및 임의의 다른 적절한 정보를 포함하는, 시스템(400)의 하나 이상의 동작 특성들과 연관된 정보를 출력하도록 구성된다.The control system 400 includes a user interface 415 configured to output (eg, display) and/or receive information (eg, from a user) associated with the system 400 . In some embodiments, user interface 415 is configured to receive activation and/or deactivation input from a user to activate and deactivate (ie, turn on and off) or otherwise enable operation of system 400. . Moreover, in some embodiments, user interface 415 provides, for example and without limitation, severity alerts, occurrence alerts, fault alerts ) and motor speed alerts, as well as one or more operating characteristics of the system 400, including the condition of the gas foil bearing 409 and any other suitable information. It is configured to output information associated with them.

사용자 인터페이스(415)는, 사용자 인터페이스(415)가 본 명세서에 기술된 것과 같이 기능하도록 하는 임의의 적절한 입력 장치들 및 출력 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(415)는, 키보드, 마우스, 터치스크린, 조이스틱(들), 쓰로틀들(throttle(s)), 버튼들, 스위치들 및/또는 기타 입력 장치들을 포함하나 이들에 제한되지 않는다. 더욱이, 사용자 인터페이스(415)는, 예를 들어 그리고 제한적이지 않은 맥락에서 디스플레이(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 또는 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이), 스피커들, 표시등들(indicator lights), 기기들(instruments) 및/또는 기타 출력 장치들을 포함하는 출력 장치들을 포함할 수 있다. 더욱이, 사용자 인터페이스(415)는, 시스템 제어기(도시되지 않음)와 같은 다른 소자의 일부분일 수 있다. 다른 실시예들은 사용자 인터페이스(415)를 포함하지 않는다.User interface 415 may include any suitable input devices and output devices that enable user interface 415 to function as described herein. For example, user interface 415 may include, but is not limited to, a keyboard, mouse, touch screen, joystick(s), throttle(s), buttons, switches, and/or other input devices. don't Moreover, the user interface 415 may include, for example and without limitation, a display (eg, a liquid crystal display (LCD) or organic light emitting diode (OLED) display), speakers, indicator lights, output devices including instruments and/or other output devices. Moreover, user interface 415 may be part of another component, such as a system controller (not shown). Other embodiments do not include user interface 415 .

몇몇 실시예들에서, 시스템(400)은 원격 제어 인터페이스에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 시스템(400)은, 시스템(400)의 원격 제어 및 활성화를 인에이블시키는, 무선 제어 인터페이스로의 연결을 위해 구성된 통신 인터페이스(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 무선 제어 인터페이스는 태블릿 또는 스마트폰과 같은 휴대용 컴퓨팅 장치 상에서 구현될 수 있다.In some embodiments, system 400 may be controlled by a remote control interface. For example, system 400 may include a communication interface (not shown) configured for connection to a wireless control interface that enables remote control and activation of system 400 . The wireless control interface may be implemented on a portable computing device such as a tablet or smartphone.

제어기(410)는 압축기(404)의 동작을 제어하기 위해 일반적으로 구성된다. 제어기(410)는 프로그래밍 및 다른 장치 또는 제어기로부터의 명령어들을 통해 동작을 제어하거나 또는 시스템 제어기를 통해 제어 시스템(400)과 통합된다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 제어기(410)는 사용자 인터페이스(415)로부터 사용자 입력을 수신하고 그러한 사용자 입력들에 응답하여 시스템(400)의 하나 이상의 구성 요소들을 제어한다. 예를 들어, 제어기(410)는 사용자 인터페이스(415)로부터 수신된 사용자 입력에 기초하여 모터(406)를 제어할 수 있다.Controller 410 is generally configured to control the operation of compressor 404. Controller 410 controls operation through programming and instructions from other devices or controllers or is integrated with control system 400 through a system controller. In some embodiments, for example, controller 410 receives user input from user interface 415 and controls one or more components of system 400 in response to those user inputs. For example, controller 410 can control motor 406 based on user input received from user interface 415 .

제어기(410)는, 서로 간에 통신가능하게 결합될 수 있고 독립적으로 또는 서로와 관련하여 동작될 수 있는, 컴퓨터들, 프로세싱 유니트들 및/또는 유사한 것의 임의의 적절한 조합을 비롯한, 임의의 적절한 컴퓨터 및/또는 다른 프로세싱 유니트를 일반적으로 포함할 수 있다(예를 들어, 제어기(410)는 제어기 네트워크의 전부 또는 일부를 구성할 수 있다). 제어기(410)는 하나 이상의 모듈들 또는 장치들을 포함할 수 있는데, 이들의 하나 이상은 시스템(400) 내에 수용되거나 시스템(400)으로부터 원격에 위치할 수 있다. 제어기(410)는 압축기(404)의 일부일 수 있거나 별개일 수 있거나 HVAC 시스템에서 시스템 제어기의 일부일 수 있다. 제어기(410) 및/또는 제어기(410)의 구성요소들은 시스템(400)의 다른 구성 요소들 내에 통합되거나 병합될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 제어기(410)는 모터(406) 또는 언로딩 장치(401) 내에 병합될 수 있다. 제어기(410)는, 다양한 컴퓨터 구현 기능들(예를 들어, 본 명세서에 개시된 계산들, 결정들 및 기능들)을 수행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(들)(411) 및 연관된 메모리 장치(들)(412)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바의 용어 '프로세서'는 집적 회로들뿐만 아니라 제어기, 마이크로컨트롤러, 마이크로컴퓨터, 프로그램가능한 로직 컨트롤러(PLC), ASIC(application-specific integrated circuit) 및 다른 프로그램가능한 회로들을 가리킨다. 추가로, 제어기(410)의 메모리 장치(들)(412)은 컴퓨터 판독가능 매체(예를 들어, RAM), 컴퓨터 판독가능 비휘발성 매체(예를 들어, 플래시 메모리), 플로피 디스크, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 광자기 디스크(magneto-optical disk: MOD), DVD(digital versatile disc) 및/또는 다른 적절한 메모리 소자들을 포함하나 이에 제한되지 않는 메모리 소자(들)일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 그러한 메모리 장치(들)(412)은, 프로세서(들)(411)에 의해 실행되었을 때, 제어기(410)로 하여금, 시스템(400)을 제어하는 것, 모터(406)의 동작을 제어하는 것, 사용자 인터페이스(415)로부터 입력들을 수신하는 것, 사용자 인터페이스(415)를 통해 운용자에게 출력을 제공하는 것, 언로딩 장치(401)를 제어하는 것 및/또는 다른 적절한 컴퓨터 구현 기능들을 포함하나 이에 제한되지 않는, 본 명세서에 기술된 다양한 기능들을 수행하도록 하거나 그리 하도록 구성하는 적절한 컴퓨터 판독가능 명령어들을 저장하도록 일반적으로 구성될 수 있다.Controller 410 may be any suitable computer and/or computer, including any suitable combination of computers, processing units, and/or the like, which may be communicatively coupled to each other and may be operated independently or in conjunction with one another. /or other processing units in general (eg, controller 410 can make up all or part of a controller network). Controller 410 may include one or more modules or devices, one or more of which may be housed within system 400 or located remotely from system 400 . Controller 410 may be part of compressor 404 or may be separate or part of a system controller in an HVAC system. Controller 410 and/or components of controller 410 may be integrated or incorporated into other components of system 400 . In some embodiments, for example, controller 410 may be incorporated into motor 406 or unloading device 401 . Controller 410 includes one or more processor(s) 411 and associated memory device(s) configured to perform various computer-implemented functions (e.g., calculations, decisions, and functions disclosed herein) ( 412) may be included. The term 'processor' as used herein refers to integrated circuits as well as controllers, microcontrollers, microcomputers, programmable logic controllers (PLCs), application-specific integrated circuits (ASICs) and other programmable circuits. Additionally, memory device(s) 412 of controller 410 may include computer readable media (eg, RAM), computer readable non-volatile media (eg, flash memory), floppy disk, compact disk read May be or include memory element(s) including, but not limited to, dedicated memory (CD-ROM), magneto-optical disk (MOD), digital versatile disc (DVD), and/or other suitable memory elements. can do. Such memory device(s) 412, when executed by processor(s) 411, enable controller 410 to control system 400, control the operation of motor 406, , receiving inputs from the user interface 415, providing output to the operator via the user interface 415, controlling the unloading device 401, and/or other suitable computer implemented functions. It may generally be configured to store suitable computer readable instructions that cause or configure it to perform various functions described herein, including but not limited to.

도 7을 참조하면, 속력 커브(speed curve, 601) 및 모터 전류 커브(602)를 포함하는, 스타트업 동안에서의 서지 전류 특성 그래프(600)가 도시되어 있다. 도 7은 모터 속력을 제1 속력으로 가속하고 시간 기간(605) 동안 모터(406)를 제1 속력에서 가동시키는 것을 도시한다. 모터(406)가 시간 기간(605) 동안 제1 속력에서 가동되지만, 잠재적 서지의 영역(region of possible surge, 603)이 모터 전류 커브(602)에서 발진들(oscillations)로 식별되었다. 압축기(404)는, 서지의 전류 발진 패턴이 멈출 때까지(604) 제1 속도로 유지되고, 압축기(404)가 풀 스타트업(full start-up)을 위해 표시된다.Referring to FIG. 7 , a surge current characteristic graph 600 during startup is shown, including a speed curve 601 and a motor current curve 602 . 7 illustrates accelerating the motor speed to a first speed and running the motor 406 at the first speed for a time period 605 . While the motor 406 is running at a first speed during the time period 605 , a region of possible surge 603 has been identified as oscillations in the motor current curve 602 . The compressor 404 is held at the first speed until the current oscillation pattern of the surge stops (604), and the compressor 404 is marked for full start-up.

도 8 및 도 9는 (예를 들어, 도 7에서의 시간 기간(605) 동안에) 서지의 발생을 검출하기 위해 시스템에 의해 사용되는 신호들의 자취들(traces)이다. 도 8은 속력 그래프(800)이고, 도 9는 전류 그래프(900)이다. 도 8을 참조하면, 압축기의 모터의 실제 속력(801)이 기저선 속력 라인(803)과 함께 도시되어 있는데, 이 기저선 속력 라인(803)은 서지가 발생하였는지를 결정하기 위한 참조점(reference point)으로서 사용될 수 있다. 기저선 속력 라인(803)은 속력 세트 포인트(speed set point) 또는 지령 속력(commanded speed)으로도 알려져 있다. 도 9를 참조하면, (전류 센서(408)를 이용하여 검출된) 모터에 제공되는 실제의 전류(901) 및 평균 전류(902)가 도시되어 있다. 평균 전류(902)는 서지 이벤트 바로 전에 검출된 전류, 서지 이벤트 전의 모든 전류 측정치들의 평균, 서지 이벤트 전의 미리 결정된 또는 가변의 개수의 전류 측정치들의 평균 또는 임의의 다른 적절한 전류 평균일 수 있다. 압축기(404)가 서지 이벤트로 진입하면, 압축기를 통한 질량 유량이 급격히 줄어들고, 이에 따라 압축기(404)에 걸리는 로드를 줄이게 되고 언로드된 모터(unloaded motor, 406)의 속력이 기저선 속력 라인(803) 위로 상승하게 한다. 그러면, VFD(416)는, 실제 속력(801)을 다시 기저선 속력 라인(803)으로 되돌리기 위해 증가된 속력에 응답하여 제어 알고리즘을 통해 실제 전류(901)를 낮춘다. 서지가 종료됨에 따라, 압축기(404)(및 모터(406))에 걸리는 로드가 복귀되어(returns), 속력(801)이 급격히 하강하도록 야기한다. VFD(416)는 모터의 속력을 기저선 속력(803)으로 복귀시키도록 전류를 증가시킨다. 그 결과는, 속력과 전류가 그들의 대략적인 서지 전 레벨들(pre-surge levels)로 복귀하기 전에, 도 8 및 도 9에서의 서지 이벤트의 말미에서 관찰되는, 실제 전류(901)의 특징적 오버슛(characteristic overshoot) 및 실제 속력(801)의 언더슛(undershoot)이다. 평균 전류(902)로부터의 실제 전류(901)의 하강은, 서지 이벤트의 발생을 검출하기 위해 제어기에 의해 사용된다. 평균 전류(902)로부터의 전류의 변화가 임계값을 초과할 때, 제어기는 서지 이벤트가 발생하였다고 결정한다. 속력 그래프(800)는 속력 서지 심각도(802)를 나타내고, 전류 그래프(900)는 서지 이벤트 동안의 전류 서지 심각도(904)를 나타낸다. 전류 서지 심각도는 평균 전류(902) 및 최소 전류(903) 간의 차이이다. 각각의 서지 이벤트의 심각도는 메모리(412)에 기록될 수 있다.8 and 9 are traces of signals used by the system to detect the occurrence of a surge (eg, during time period 605 in FIG. 7). 8 is a speed graph 800, and FIG. 9 is a current graph 900. Referring to FIG. 8, the actual speed 801 of the motor of the compressor is shown along with a baseline speed line 803, which serves as a reference point for determining whether a surge has occurred. can be used The baseline speed line 803 is also known as the speed set point or commanded speed. Referring to FIG. 9 , the actual current 901 and the average current 902 provided to the motor (detected using current sensor 408 ) are shown. Average current 902 may be the current detected immediately prior to the surge event, the average of all current measurements prior to the surge event, the average of a predetermined or variable number of current measurements prior to the surge event, or any other suitable current average. When compressor 404 enters a surge event, mass flow through the compressor is rapidly reduced, thereby reducing the load on compressor 404 and increasing the speed of unloaded motor 406 to baseline speed line 803. make it rise upwards VFD 416 then lowers actual current 901 through a control algorithm in response to the increased speed to bring actual speed 801 back to the baseline speed line 803. As the surge ends, the load on compressor 404 (and motor 406) returns, causing speed 801 to drop rapidly. The VFD 416 increases the current to return the speed of the motor to the baseline speed 803. The result is a characteristic overshoot of the actual current 901, observed at the end of the surge event in FIGS. 8 and 9, before the speed and current return to their approximate pre-surge levels. (characteristic overshoot) and undershoot of the actual speed (801). The drop of the actual current 901 from the average current 902 is used by the controller to detect the occurrence of a surge event. When the change in current from average current 902 exceeds a threshold value, the controller determines that a surge event has occurred. Speed graph 800 represents speed surge severity 802 and current graph 900 represents current surge severity 904 during a surge event. The current surge severity is the difference between the average current (902) and the minimum current (903). The severity of each surge event may be recorded in memory 412 .

도 10을 참조하면, 서지 이벤트의 검출을 위한 임계 전류 스윙(threshold current swing)을 예시하기 위해 전류 스윙 퍼센트(current swing percentage)와 속력 퍼센트(speed percentage) 간의 예시적인 그래픽 관계(1100)가 도시되어 있다. 선형적인 서지 커브(1103)는 서지의 검출을 위한 임계치를 나타낸다. (최대 속력의 퍼센트로 표현되는) 압축기의 현재 속력에서의 선형적인 서지 커브(1103) 상에서의 또는 그 위에서의 전류 스윙(예를 들어, 도 9에서의 서지 심각도(904))이 서지 이벤트의 발생을 나타내기 위해 결정된다. 전류 스윙이 선형적인 서지 커브(1103) 아래에 있으면, 서지 이벤트가 검출되지 않는다. 대안적으로, 선형적인 서지 커브(1103) 위에 있는 전류 스윙들만이 서지 이벤트들로서 여겨지고, 선형적인 서지 커브 아래의 전류 스윙들은 서지 이벤트들로서 여겨지지 않을 수 있다.Referring to FIG. 10 , an exemplary graphical relationship 1100 between current swing percentage and speed percentage is shown to illustrate the threshold current swing for detection of a surge event. there is. A linear surge curve 1103 represents a threshold for detection of a surge. The current swing on or above the linear surge curve 1103 (e.g., surge severity 904 in FIG. 9) at the current speed of the compressor (expressed as a percentage of maximum speed) is the occurrence of a surge event. is determined to represent If the current swing is below the linear surge curve 1103, no surge event is detected. Alternatively, only current swings above the linear surge curve 1103 may be considered surge events, and current swings below the linear surge curve may not be considered surge events.

도 11을 참조하면, 예시적인 동력학적 원심 압축기(404)의 동작 포락선(operating envelope) 또는 동작 맵(operating map, 1000)이 도시되어 있다. 동작 맵(1000)은 압축기의 성능을 유량들(flows), 양정들(heads) 및 속력들의 면에서 도식적으로 추정하고 보여준다. 맵은 양정(head) 대 인입 질량 유속(inlet mass flow rate)을 압축기(404)의 설계점(design point)에서의 그들의 값들의 퍼센트로서 보여준다. 인입 질량 유속은 압축 메커니즘(407)을 통해 흐르는 냉매와 같은 가공액의 양의 척도(measure)이다. 양정(head)은 출구 압력(exit pressure) 대 입구 압력(inlet pressure)의 총 압력비이다. 동작 맵(1000)은 복수의 압축기 속력 라인들(1007)을 보여준다. 이 예에서, 110 퍼센트 설계 속력(design speed)에서 아래로 70 퍼센트 설계 속력까지의 다섯개의 속력 라인들(1007)이 있는데, 여기서 각각의 라인은 10 퍼센트 차이만큼 떨어져 있다. 이 예에서는 이러한 특정의 속력 라인들이 도시되어 있지만, 임의의 유형의 압축기에 대해 압축기 설계의 임의의 다른 퍼센트들에서의 임의의 개수의 속력 라인들이 도시될 수 있다.Referring to FIG. 11 , an operating envelope or operating map 1000 of an exemplary dynamic centrifugal compressor 404 is shown. Operational map 1000 graphically estimates and shows the performance of the compressor in terms of flows, heads and speeds. The map shows head versus inlet mass flow rates as a percentage of their values at the design point of the compressor 404 . The inlet mass flow rate is a measure of the amount of working fluid, such as refrigerant, flowing through the compression mechanism 407 . Head is the total pressure ratio of exit pressure to inlet pressure. Operational map 1000 shows a plurality of compressor speed lines 1007 . In this example, there are five speed lines 1007 from 110 percent design speed down to 70 percent design speed, where each line is separated by a 10 percent difference. While these specific speed lines are shown in this example, any number of speed lines in any other percentages of the compressor design may be shown for any type of compressor.

서지 한계 라인(1004)은, 서지 영역(1006)(즉, 서지 한계 라인(1004)의 왼쪽으로)에서 서징(surging)이 발생하기 전의 최대 로딩 조건(maximum loading condition)을 나타낸다. 서지 제어 라인(1003)은 최대 로딩 조건을 대략적으로 나타내는데, 이 최대 로딩 조건 하에서 압축기(404)는 서지에 빠질 위험 없이 안전하게 동작할 수 있다. 서지 제어 라인(1003)은 서지 한계 라인(1004)으로부터의 서지 마진(1005)에 의해 정의된다. 서지 제어 라인(1003)의 오른쪽으로 동작시킴으로써 압축기가 서징을 피할 수 있다. 압축기(404)에 대한 동작 맵(1000)의 한 동작점(operating point, 1009)이 속력 라인, 인입 질량 유속 및 총 압력비의 교점으로서 도시되어 있다. 예를 들어, 동작 맵(1000)에 도시된 동작점(1009)은 80 퍼센트 인입 질량 유속, 108 퍼센트 양정 및 100 퍼센트 속력에 있다. 동작점(1009)에서 동작할 때 서지가 발생하였다면, 서지 제어 라인(1003)을 새로운 서지 제어 라인(1002)으로 쉬프트시키기 위해, 서지 마진(1005)을, 예를 들어 양(1008)만큼 증가시킬 수 있다. 쵸크 라인(choke line, 1001)이 동작 맵(1000)에 도시되어 있다.The surge limit line 1004 represents the maximum loading condition before surging occurs in the surge area 1006 (ie, to the left of the surge limit line 1004). Surge control line 1003 approximates a maximum loading condition under which compressor 404 can operate safely without risk of running into a surge. The surge control line 1003 is defined by the surge margin 1005 from the surge limit line 1004. By operating to the right of the surge control line 1003 the compressor can avoid surging. An operating point 1009 of operating map 1000 for compressor 404 is shown as the intersection of the speed line, inlet mass flow rate, and total pressure ratio. For example, the operating point 1009 shown in the operating map 1000 is at 80 percent inlet mass flow rate, 108 percent head, and 100 percent speed. If a surge occurred while operating at operating point 1009, the surge margin 1005 would be increased, for example by an amount 1008, to shift the surge control line 1003 to a new surge control line 1002. can A choke line 1001 is shown in motion map 1000 .

도 12를 참조하면, 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하기 위한 방법(1200)이 도시되어 있다. 본 방법(1200)은, VFD(416)를 이용하여 모터(406)를 동작시켜 가공액을 압축하는 단계(1201)로부터 시작된다. 몇몇 실시예들에서, 가공액은 냉매이다. 일단 모터가 동작중이면(1201), 방법(1200)은 VFD(416)로부터 모터(406)로의 전류를 나타내는 신호들을 수신하는 단계(1202)로 진행한다. 본 방법(1200)은, VFD(416)로부터 모터(406)로의 전류를 나타내는 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하는 단계(1203)로 마무리된다. 본 방법(1200)은, 도 6에 도시된 바와 같이 제어 시스템(400) 상에서 구현된다. 특히, 제어기(410)는 메모리(412) 상에 저장된 명령어들을 이용하여 프로세서(411)를 통해 본 방법(1200)을 구현한다. 모터(406)로의 전류의 측정이 VFD(416)와 함께 포함된 전류 센서(408)에 의해 제공된다. 다른 실시예들은 모터(406)에 제공되는 전류의 임의의 다른 적절한 검출 또는 추정을 사용할 수 있다. 모터(406)를 동작시키는 단계(1201)에서 가공액의 압축은 압축 메커니즘(407)에 의해 이루어진다.Referring to FIG. 12 , a method 1200 for determining when a surge event has occurred is shown. The method 1200 begins at step 1201 in which a VFD 416 is used to operate a motor 406 to compress a working fluid. In some embodiments, the working fluid is a refrigerant. Once the motor is operating ( 1201 ), the method 1200 proceeds to step 1202 of receiving signals representing current to the motor 406 from the VFD 416 . The method 1200 concludes with determining ( 1203 ) when a surge event has occurred based at least in part on received signals representative of current from VFD 416 to motor 406 . The method 1200 is implemented on a control system 400 as shown in FIG. 6 . In particular, controller 410 implements method 1200 via processor 411 using instructions stored on memory 412 . A measurement of current to motor 406 is provided by a current sensor 408 included with VFD 416 . Other embodiments may use any other suitable detection or estimation of the current provided to motor 406 . In step 1201 of operating the motor 406, compression of the working fluid is performed by the compression mechanism 407.

서지 이벤트가 발생하였다고 결정하는 단계(1203)는, VFD(416)로부터 모터(406)로의 전류를 나타내는 수신된 신호들에 기초하여 이전의 전류와 현재의 전류 간의 차이를 결정하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이전의 전류는, VFD(416)로부터 모터(406)로의 현재의 전류를 나타내는 VFD로부터의 신호를 수신하기 이전에 프로세서(411)에 의해 수신되는, VFD(416)로부터 모터(406)로의 전류를 나타내는 복수의 신호를 평균함으로써 결정된다. 이전의 전류와 현재의 전류 간의 차이가 서지 임계값을 초과할 때 서지 이벤트가 발생되었다. 예를 들어, 서지 임계값은 (예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이) 가변 임계값이고, 사용자에 의해 제어기(410)로 사전에 로드될 수 있고 추후에 사용자 인터페이스(415)를 통해 변경될 수 있다. 가변 서지 임계값은, 현재의 전류를 나타내는 신호가 수신될 때 모터(406)의 속력 센서(417)로부터의 검출된 속력에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 다른 실시예들에서, VFD(416)로부터 모터(406)로의 전류를 나타내는 수신된 신호들에 기초하여 이전의 전류와 현재의 전류 간의 차이를 결정하는 것은, 이전의 전류와 현재의 전류 간의 차이에 기초하여 서지의 크기를 결정하는 것을 포함한다. 프로세서(411)는 서지 이벤트의 발생의 표시자(indicator) 및 서지의 결정된 크기를 메모리(412)에 저장한다.Determining that a surge event has occurred (step 1203) includes determining the difference between the previous current and the current current based on received signals representing the current from VFD 416 to motor 406. In some embodiments, the previous current from VFD 416 to motor 406 is received by processor 411 prior to receiving a signal from VFD indicating the current current from VFD 416 to motor 406. determined by averaging a plurality of signals representing the current into (406). A surge event occurred when the difference between the previous current and the current current exceeds the surge threshold. For example, the surge threshold is a variable threshold (eg, as shown in FIG. 10 ) and can be preloaded into controller 410 by the user and later changed via user interface 415 . It can be. The variable surge threshold is determined based, at least in part, on a detected speed from speed sensor 417 of motor 406 when a signal representing the current current is received. In other embodiments, determining the difference between the previous current and the current current based on the received signals representing the current from the VFD 416 to the motor 406 depends on the difference between the previous current and the current current. It includes determining the size of the surge based on Processor 411 stores in memory 412 an indicator of the occurrence of a surge event and the determined size of the surge.

도 13을 참조하면, 서지 이벤트를 결정하기 위한 도 12로부터의 방법(1200)의 예시적인 실시예의 흐름도(1300)가 도시되어 있다. 흐름도(1300)는 압축기(404)가 스타트업할 때 시작된다. 흐름도(1300)는, 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정할 때의 압축기(404)의 정상 동작 및 스타트업 동작의 경우들을 도시한다. 압축기(404)는 동작을 시작하고, 전류 센서(408)는 현재의 전류()를 연속적으로 측정하고, 속력 센서(417)는 속력()을 연속적으로 측정한다. 압축기(404)가 동작할 때, N개의 이전에 측정된 전류들()이 롤링 데이터 세트(rolling data set)로 메모리(412)에 저장된다. 롤링 데이터 세트()는, 서브세트(subset)를 생성하기 위해 시간 기간에 걸쳐 전에 이전에 측정된 N개의 전류들을 포함할 수 있다. 롤링 데이터 세트()가 생성되어 메모리(412)에 저장되면, 롤링 평균(rolling average) 이 롤링 데이터 세트()와 연관된 시간 기간 동안 생성된다. '롤링 평균'은, 고정된 서브세트 크기를 가진 일련의 측정된 전류 값들의 평균이다. 시간 기간 동안 전류 값들()의 제1 서브세트에 대한 제1 평균()이 제어기(410)에 의해 취해지면, 이 서브세트는 앞으로 쉬프트되어 수정되거나 롤링 데이터 세트에서의 첫번째 전류 값을 제외시키고 (예를 들어, 가장 최신의) 새로운 전류 값을 더함으로써 수정되어, 새로운 서브세트 가 다른 시간 구간에 걸쳐 생성되어 메모리(412)에 저장된다. 이는, 압축기(404)의 수명시간(life) 동안 전체 전류 데이터 세트에 걸쳐 연속적으로 이루어진다. 서브세트들()이 생성되어 저장되는 속도는 OEM에 의해 설정되거나 사용자 인터페이스(415)를 통해 사용자에 의해 튜닝(tuned)될 수 있다. 제어기(410)는 롤링 평균() 및 현재의 전류() 간의 차이()를 계산한다. 그 다음 제어기(410)는 압축기(404)가 스타트업 동작 상태에 있는지를 검사한다. 압축기(404)가 스타트업 동작 상태에 있는 경우, 차이 가 사전에 설정된 스타트업 전류(pre-set start-up current, )와 비교된다. 몇몇 실시예들에서, 스타트업 전류()는 2 amps이다. 다른 실시예들에서, 스타트업 전류()는 임의의 다른 적절한 고정된 또는 가변의 전류이다. 차이()가 스타트업 전류() 보다 더 크거나 그와 같은 경우, 서지 이벤트가 검출되었다. 서지 이벤트가 검출되었으면, 서지 이벤트의 발생이 메모리(412)에 저장된다. 압축기가 정상 동작 상태에 있다면, 제어기(410)는 압축기(404)의 검출된 속력()에 기초하여 서지 임계 전류(surge threshold current, )를 결정한다. 서지 임계 전류()는 도 10에서 전술한 바의 압축기(404)의 전류 스윙 퍼센트 및 속력 퍼센트 간의 도식적 관계(1100)를 이용하여 구해진다. 즉, 예시적인 실시예에서, 서지 임계 전류()는 검출된 속력()의 속력 퍼센트에서 선형적인 서지 커브(1103)의 전류 스윙 퍼센트이다. 다른 실시예들은 절대적인 속력, 절대적인 전류 스윙 또는 임의의 적절한 조합에 의해 임계값을 정의할 수 있다. 몇몇 실시예들은 서지 임계 전류들을 룩업 테이블에 또는 임의의 다른 적절한 포맷으로 나열할 수 있다. 차이()가 서지 임계 전류() 보다 더 크거나 그와 같다면, 서지 이벤트가 발생하였고 검출된 것이다. 서지 이벤트가 발생하였다면, 서지 이벤트의 발생이 메모리(412)에 저장되고 연관된 차이()의 크기가 서지 심각도로서 메모리(412)에 저장된다. 압축기(404)의 스타트업 동작 및 정상 동작에서, 서지 이벤트가 검출되지 않으면, 압축기(404)는, 미래에 측정된 전류들의 새로운 서브세트로 서지 이벤트가 검출될 때까지 스타트업 동작 또는 정상 동작을 계속한다.Referring to FIG. 13 , a flowchart 1300 of an exemplary embodiment of a method 1200 from FIG. 12 for determining a surge event is shown. Flow diagram 1300 begins when compressor 404 starts up. Flow diagram 1300 depicts cases of normal operation and start-up operation of compressor 404 when determining whether a surge event has occurred. The compressor 404 starts operating, and the current sensor 408 measures the current current ( ) is continuously measured, and the speed sensor 417 has a speed ( ) is measured continuously. When the compressor 404 is operating, the N previously measured currents ( ) is a rolling data set stored in the raw memory 412. rolling data set ( ) over a period of time to generate a subset. It may contain N currents previously measured before. rolling data set ( ) is generated and stored in memory 412, the rolling average This rolling data set ( ) is generated during the time period associated with The 'rolling average' is the average of a series of measured current values with a fixed subset size. Current values over a period of time ( ) The first average for the first subset of ( ) is taken by the controller 410, this subset is either shifted forward and modified, or modified by subtracting the first current value in the rolling data set and adding the new (e.g., most recent) current value, so that the new subset is generated over different time intervals and stored in memory 412. This is done continuously over the entire current data set over the life of the compressor 404. subsets ( The rate at which ) is generated and stored may be set by the OEM or tuned by the user through the user interface 415. The controller 410 calculates the rolling average ( ) and current current ( ) difference between ( ) is calculated. Controller 410 then checks whether compressor 404 is in a start-up operating state. When the compressor 404 is in start-up operation, the difference is a preset start-up current, ) compared to In some embodiments, the start-up current ( ) is 2 amps. In other embodiments, the start-up current ( ) is any other suitable fixed or variable current. difference( ) is the start-up current ( ), a surge event was detected. If a surge event is detected, the occurrence of the surge event is stored in memory 412 . If the compressor is in normal operating condition, the controller 410 determines the detected speed of the compressor 404 ( ) based on the surge threshold current, ) to determine Surge critical current ( ) is obtained using the graphical relationship 1100 between the current swing percent and the speed percent of the compressor 404 described above in FIG. 10 . That is, in an exemplary embodiment, the surge threshold current ( ) is the detected speed ( ) is the percent current swing of the linear surge curve 1103 at a percent speed. Other embodiments may define the threshold by absolute speed, absolute current swing, or any suitable combination. Some embodiments may list surge threshold currents in a lookup table or in any other suitable format. difference( ) is the surge threshold current ( ), then a surge event has occurred and has been detected. If a surge event has occurred, the occurrence of the surge event is stored in the memory 412 and the associated difference ( ) is stored in the memory 412 as the surge severity. During start-up and normal operation of compressor 404, if no surge event is detected, compressor 404 will continue either start-up or normal operation until a surge event is detected with a new subset of future measured currents. Continue.

도 14를 참조하면, 프로세서(411)가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하기 위한 방법(1400)이 도시되어 있다. 본 방법(1400)은, 도 12에 도시된 방법(1200)이 서지 이벤트가 발생하였다고 결정한 후에 일어난다. 서지 이벤트들의 발생을 결정하기 위해 이전의 방법(1200)이 동시에 사용될 수 있지만, 방법(1400)은 동력학적 압축기에서 (임의의 검출 수단에 의해) 서지 이벤트가 검출된 임의의 상황에서 사용될 수 있다. 본 방법(1400)은, 모터(406)를 동작시켜 예측되는 최소 서지 속력(predicted minimum surge speed)과 조절 마진(control margin)을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 가공액을 압축하는 단계(1401)로부터 시작된다. 본 방법은 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하는 단계(1402)로 진행된다. 몇몇 실시예들에서, 이 단계는 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하기 위해 방법(1200)을 사용할 수 있다. 본 방법(1400)은, 프로세서(411)가 발생하였다고 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자(indication)를 메모리(412)에 저장하는 단계(1403)로 진행된다. 본 방법(1400)은, 프로세서(411)가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계(1404)로 마무리된다. 몇몇 실시예들에서, 보호 조치는 알림을 발생시키는 것을 포함한다. 알림은 원격에 위치한 시스템 제어기로 전송되는 경고 신호, 압축기 가까이에 위치한 가시 또는 가청 알림(visual or audible alert) 또는 임의의 다른 적절한 알림일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 보호 조치는 모터(406)를 정지시키는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 보호 조치는 조절 마진을 조정하는 것을 포함한다. 이전의 방법(1200)과 유사하게, 본 방법(1400)은, 도 6에 도시된 바의 제어 시스템(400) 상에서 구현된다. 특히, 제어기(410)는 메모리(412) 상에 저장된 명령어들을 이용하여 프로세서(411)를 통해 본 방법(1400)을 구현한다. 모터(406)를 동작시키는 단계(1401)에서의 가공액의 압축은 압축 메커니즘(407)에 의해 이루어진다.Referring to FIG. 14 , a method 1400 is shown for determining whether or not to take protective action when a processor 411 determines that a surge event has occurred. The method 1400 occurs after the method 1200 shown in FIG. 12 determines that a surge event has occurred. While the previous method 1200 may be used concurrently to determine the occurrence of surge events, method 1400 may be used in any situation where a surge event has been detected (by any detection means) in a kinetic compressor. The method 1400 includes operating the motor 406 to compress the work fluid at a motor speed greater than the predicted minimum surge speed plus a control margin (1401). starts from The method proceeds to step 1402 of determining when surge events have occurred. In some embodiments, this step can use method 1200 to determine that a surge event has occurred. The method 1400 proceeds to step 1403 of storing in memory 412 an indication of each surge event that processor 411 determines has occurred. The method 1400 concludes with step 1404 where the processor 411 determines whether or not to take protective action when determining that a surge event has occurred. In some embodiments, the protective action includes generating an alert. The alert may be a warning signal sent to a remotely located system controller, a visual or audible alert located close to the compressor, or any other suitable alert. In some embodiments, the protective action includes stopping the motor 406. In some embodiments, the protective action includes adjusting the adjustment margin. Similar to the previous method 1200, the method 1400 is implemented on a control system 400 as shown in FIG. In particular, controller 410 implements method 1400 via processor 411 using instructions stored on memory 412 . Compression of the working fluid in step 1401 of operating the motor 406 is achieved by the compression mechanism 407 .

본 방법(1400)의 결정하는 단계(1404)가, 알림을 발생시키는 것이 프로세서(411)가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정한 후에 필요로 되는 보호 조치라고 결론짓는 경우, 다양한 실시예들에서 다음의 단계들이 더욱 취해진다. 알림을 발생시키는 것은, 표시자가 메모리(412)에 저장된 서지 이벤트들의 개수가 발생 경보 한계(occurrence alarm limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 발생 알림(occurrence alert)을 발생시키는 것을 포함할 수 있다. 알림을 발생시키는 것은, 표시자가 메모리(412)에 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 고장 한계(fault limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 고장 알림(fault alert)을 발생시키는 것을 포함할 수 있다 - 여기서 고장 한계는 발생 경보 한계 보다 더 큼 -. 고장 알림이 생성될 때, 도 11에 도시된 동작 맵(1000)의 조절 마진(1005)과 같은 조절 마진이 몇몇 실시예들에서의 동력학적 압축기(404)에 대해서는 증가된다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 서지 이벤트의 표시자는 서지 이벤트의 크기의 표시자를 포함하고, 알림을 발생시키는 것은, 메모리(412)에 저장된 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 경보 한계(severity alarm limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 심각 알림(severity alert)을 발생시키는 것을 포함한다. 알림을 발생시키는 것은, 메모리(412)에 저장된 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 고장 한계(severity fault limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 고장 알림(fault alert)을 발생시키는 것을 더 포함한다 - 여기서 심각 고장 한계는 몇몇 실시예들에서 심각 경보 한계 보다 더 큼 -. 그러면, 전술한 바와 같이, 고장 알림이 발생될 때, 조절 마진이 증가될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 알림을 발생시키는 것은, 서지 이벤트 동안의 모터(406)의 속력이 예측되는 최소 서지 속력, 조절 마진 및 챠지 마진(charge margin)의 합을 초과할 때 가공액이 냉매일 때 발생된다. 그러면, 전술한 바와 같이, 알림이 발생될 때, 조절 마진이 증가된다.If the determining step 1404 of the method 1400 concludes that generating an alert is a protective action required after the processor 411 determines that a surge event has occurred, in various embodiments the following steps may be more drunk Generating an alert may include generating an occurrence alert when the number of surge events the indicator stored in memory 412 is greater than or equal to an occurrence alarm limit. Generating an alert may include generating a fault alert when the number of surge events in which the indicator is stored in memory 412 is greater than or equal to a fault limit - Here, the failure limit is greater than the occurrence alarm limit -. When a failure notification is generated, an adjustment margin, such as adjustment margin 1005 of operational map 1000 shown in FIG. 11, is increased for dynamic compressor 404 in some embodiments. In some embodiments, the indicator of each surge event includes an indicator of the magnitude of the surge event, and generating an alert is such that the sum of the magnitudes of determined surge events stored in memory 412 is a severity alarm limit. ) greater than or equal to triggering a severity alert. Generating the alert further includes generating a fault alert when a sum of magnitudes of determined surge events stored in memory 412 is greater than or equal to a severity fault limit - where the severe failure limit is greater than the severe alarm limit in some embodiments -. Then, as described above, when a failure notification is generated, the adjustment margin can be increased. In some embodiments, generating an alert occurs when the speed of the motor 406 during the surge event exceeds the sum of the expected minimum surge speed, control margin, and charge margin. occurs Then, as described above, when a notification is generated, the adjustment margin is increased.

본 방법(1400)의 결정하는 단계(1404)가, 모터(406)를 정지시키는 것이 서지 이벤트가 발생하였다고 결정한 후에 필요로 되는 보호 조치라고 결론짓는 경우 - 여기서 각각의 서지 이벤트의 표시자는 서지 이벤트의 크기를 포함함 -, 본 방법은 다음을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 모터(406)를 정지시키는 것은, 검출된 서지 이벤트들의 개수가 발생 셧다운 임계값(occurrence shutdown threshold) 보다 더 크거나 그와 같을 때 발생한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모터(406)는, 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 누적 셧다운 임계값(accumulation shutdown threshold) 보다 더 크거나 그와 같을 때 정지될 수 있다.If the determining step 1404 of the method 1400 concludes that stopping the motor 406 is a protective action required after determining that a surge event has occurred - where an indicator of each surge event is Including size - the method may include: In some embodiments, stopping the motor 406 occurs when the number of detected surge events is greater than or equal to an occurrence shutdown threshold. Alternatively or additionally, the motor 406 can be stopped when the sum of the magnitudes of the determined surge events is greater than or equal to an accumulation shutdown threshold.

도 15를 참조하면, 동력학적 압축기(404)에서 서지 이벤트가 발생하였을 때 보호 조치를 취할 것인지 말 것인지를 결정하기 위한 도 14로부터의 방법(1400)의 예시적인 실시예의 흐름도(1500)가 도시되어 있다. 흐름도(1500)는, 서지 이벤트 가 검출될 때 시작된다. 일단 검출되면, 서지 카운트(surge count) N이 N = N + 1으로 증가된다. 동시에, 서지 카운트 N이 N = N + 1으로 증가됨에 따라 서지 심각도 누적치(surge severity accumulation)가 계산된다. 서지 심각도 누적치는 N개의 모든 검출된 서지 이벤트들의 크기들의 합 이다. 다음으로, 서지 카운트 N 및 서지 심각도 누적치 를 검사하여 압축기(404)에 대한 셧다운 조건(shut-down condition)이 만족되는지를 알아본다. 서지 카운트 N이 셧다운 서지 카운트 한계(shut-down surge count limit) 보다 더 크거나 그와 같거나 또는 서지 심각도 누적치 가 셧다운 서지 심각도 한계(shut-down surge severity limit) 보다 더 크거나 그와 같은 경우 , 제어 시스템(400)은 셧다운을 개시하고, 압축기(404)는 록아웃된다(locked out). 전술한 셧다운에 대한 조건들이 만족되지 않는다면, 셧다운 결정에서 사용된 것들 보다 낮은 임계값들을 사용해서 고장 검사(fault check)가 수행된다. 서지 카운트 N이 고장 서지 카운트 한계(fault surge count limit) 보다 더 크거나 그와 같거나 또는 서지 심각도 누적치 가 고장 서지 심각도 한계(fault surge severity limit) 보다 더 크거나 그와 같은 경우, 시스템(400)은, 도 11에 도시된 동작 맵(1000)의 제어 마진 쉬프트(1008)에 의해 나타낸 바와 같이 동력학적 압축기(404)의 서지 속력 조절 마진(surge speed control margin)을 증가시킨다. 서지 속력 조절 마진은, 고정된 양만큼, 고정된 퍼센트만큼 또는 가변적인 양만큼 증가될 수 있다. 서지 속력 조절 마진이 증가된 후에, 서지 고장(surge fault)이 제어기(410)로 이슈된다(issued). 몇몇 실시예들에서, 서지 고장은, 동력학적 압축기(404)가 그 일부를 이루는 HVAC 시스템의 별도의 시스템 제어기(도 6에 도시되지 않음)에 이슈되는 경보(alarm)이다. 전술한 고장 조건들이 만족되지 않는 경우, 고장 검사에서 사용된 것들 보다 낮은 임계값들을 이용하여 경보 한계 검사(alarm limit check)가 수행된다. 서지 카운트 N이 경보 카운트 한계(alarm count limit) 보다 더 크거나 그와 같거나 또는 서지 심각도 누적치 가 경보 서지 심각도 한계(alarm surge severity limit) 보다 더 크거나 그와 같은 경우, 제어 시스템(400)은 제어기(410)에 서지 경고(surge warning)를 이슈한다. 몇몇 실시예들에서, 서지 경고는 HVAC 시스템의 별도의 시스템 제어기에 이슈되는 경보이다. 더욱이, 서지 이벤트가 검출될 때, 동력학적 압축기(404)의 속력 S가 측정되고 예측되는 서지 속력(predicted surge speed) 과 챠지 마진 을 합한 것과 비교된다. 속력 S가 예측되는 서지 속력 과 챠지 마진 을 합한 것 보다 더 큰 경우, 서지 속력 조절 마진이 증가된다. 이런 경우가 발생하는 경우, 시스템이 추가의 가공액(예를 들어, 냉매)을 필요로 할 수 있다는 것을 나타내는 낮은 챠지 경고(low charge warning)가 제어기(410)에 이슈된다. 몇몇 실시예들에서, 낮은 챠지 경고는, 동력학적 압축기(404)가 그 일부를 이루는 HVAC 시스템의 별도의 시스템 제어기(도 6에 도시되지 않음)에 이슈되는 경보이다. 다른 실시예들은 전술한 비교들을 역순으로 수행할 수 있다. 즉, 경보 한계 검사가 제일 먼저 수행되고, 고장 검사가 두번째로 수행되고 그리고 셧다운 검사가 마지막으로 수행될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 경보 한계 검사가 서지 경고를 이슈하지 않기로 결정한다면, 비교들이 중지될 수 있는데, 그 이유는, 고장 검사 및 셧다운 검사를 위한 임계값들이 경보 한계 검사를 위한 임계값 보다 더 크고, 이들은 더 낮은 경보 한계 임계값()이 초과되지 않는다면 초과될 수 없기 때문이다.Referring to FIG. 15 , a flowchart 1500 of an exemplary embodiment of a method 1400 from FIG. 14 for determining whether or not to take protective action when a surge event occurs in a dynamic compressor 404 is shown. there is. Flow diagram 1500 shows a surge event is detected. Once detected, the surge count N is incremented to N = N + 1. At the same time, surge severity accumulation is calculated as the surge count N increases to N = N + 1. The cumulative surge severity is the sum of the magnitudes of all N detected surge events. am. Next, surge count N and surge severity cumulative value is checked to see if the shutdown condition for compressor 404 is satisfied. Surge count N is the shutdown surge count limit greater than or equal to or cumulative surge severity A shutdown surge severity limit greater than or equal to , control system 400 initiates a shutdown, and compressor 404 is locked out. If the conditions for shutdown described above are not met, a fault check is performed using thresholds lower than those used in the shutdown decision. Surge count N is the fault surge count limit greater than or equal to or cumulative surge severity A fault surge severity limit greater than or equal to , the system 400 increases the surge speed control margin of the dynamic compressor 404 as indicated by the control margin shift 1008 of the operating map 1000 shown in FIG. 11 . The surge speed control margin can be increased by a fixed amount, by a fixed percentage or by a variable amount. After the surge speed control margin is increased, a surge fault is issued to the controller 410. In some embodiments, the surge fault is an alarm issued to a separate system controller (not shown in FIG. 6 ) of the HVAC system of which the dynamic compressor 404 is a part. If the above fault conditions are not met, an alarm limit check is performed using thresholds lower than those used in the fault check. Surge count N is the alarm count limit greater than or equal to or cumulative surge severity A. Alarm surge severity limit greater than or equal to , the control system 400 issues a surge warning to the controller 410. In some embodiments, a surge warning is an alarm issued to a separate system controller of the HVAC system. Moreover, when a surge event is detected, the speed S of the dynamic compressor 404 is measured and the predicted surge speed and charge margin compared to the sum of Surge speed at which speed S is predicted and charge margin greater than the sum of , the surge speed control margin is increased. When this occurs, a low charge warning is issued to the controller 410 indicating that the system may require additional work fluid (eg, refrigerant). In some embodiments, the low charge warning is an alarm issued to a separate system controller (not shown in FIG. 6 ) of the HVAC system of which dynamic compressor 404 is a part. Other embodiments may perform the above comparisons in reverse order. That is, an alarm limit check may be performed first, a fault check second, and a shutdown check performed last. In such embodiments, if the alarm limit check determines not to issue a surge warning, comparisons can be stopped because the thresholds for the fault check and shutdown check are greater than the threshold for the alarm limit check. , these are lower alarm limit thresholds ( ) cannot be exceeded unless it is exceeded.

몇몇 실시예들에서, 서지 이벤트가 검출되는 경우, 서지의 심각도를 줄이기 위해 압축기를 언로드하기 위해 보호 조치로서 언로딩 장치(unloading device)가 가동된다. 예시적인 실시예에서, 언로딩 장치는 로드 밸런스 밸브(load balance valve)이고, 압축기(404)에 걸리는 로드를 복귀시키기 전에 시간 분 동안 압축기(404)에 걸리는 로드를 줄인다.In some embodiments, when a surge event is detected, an unloading device is activated as a protective measure to unload the compressor to reduce the severity of the surge. In an exemplary embodiment, the unloading device is a load balance valve, and the time before returning the load on the compressor 404 Reduce the load on the compressor 404 for a minute.

본 명세서에서 기술된 방법들 및 시스템들의 기술적 이점들은 다음과 같다: (a) 서지 이벤트들의 개수 및 HVAC 시스템에서의 압축기의 관점에서의 서지 심각도에 대한 연속 모니터링, (b) 서지 이벤트들 및 서지 심각도를 압축기가 HVAC 시스템에서 다룰 수 있는 서지들의 최대 개수와 비교하는 것, 및 (c) 서지 이벤트들 동안의 압축기 속력을 현재의 압력비에서의 예측되는 서지 속력과 비교하는 것.The technical advantages of the methods and systems described herein are: (a) continuous monitoring of the number of surge events and surge severity from the perspective of a compressor in an HVAC system, (b) surge events and surge severity to the maximum number of surges the compressor can handle in the HVAC system, and (c) comparing the compressor speed during surge events to the expected surge speed at the current pressure ratio.

본 개시 또는 그 실시예(들)의 구성요소들을 소개할 때, 관사들("a", "an") 및 정관사들("the", "said")은, 구성요소들의 하나 이상이 있음을 의미하기 위한 의도에서 사용된다. '포함하는', '포괄하는', '담는', '가지는'과 같은 용어들은 포괄한다는 의도로 사용되는 것이고, 나열된 구성요소들 외에 추가의 구성요소들이 있을 수 있음을 의미한다. 특정의 방향(orientation)(예를 들어, '상부', '하부', '옆' 등)을 나타내는 용어들의 사용은 설명의 편의를 위한 것이고 설명된 아이템의 방향을 임의의 특정 방향으로 한정하는 것이 아니다.When introducing elements of this disclosure or its embodiment(s), the articles ("a", "an") and the definite articles ("the", "said") indicate that there is one or more of the elements. It is used with the intention to mean. Terms such as 'comprising', 'comprising', 'containing', and 'having' are used with the intention of inclusive and mean that there may be additional elements other than the listed elements. The use of terms indicating a specific orientation (eg, 'upper', 'lower', 'side', etc.) is for convenience of description and does not limit the orientation of the described item to any specific direction. no.

전술한 구성들과 방법들에 있어서 본 개시의 정신으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경들이 이루어질 수 있기 때문에, 전술한 설명에 포함되고 첨부 도면(들)에 도시된 모든 사항들은 예시적이고 비제한적인 의미로 해석되어야 할 것이다.As various changes could be made in the foregoing configurations and methods without departing from the spirit of the present disclosure, all matter contained in the foregoing description and shown in the accompanying drawing(s) should be interpreted in an illustrative and non-limiting sense. something to do.

Claims (40)

시스템으로서,
동력학적 압축기(dynamic compressor),
가변 주파수 구동기(variable frequency drive: VFD), 및
제어기(controller)를 포함하고,
상기 동력학적 압축기는,
상기 동력학적 압축기 내에서 회전가능하게 지지되는 구동축(driveshaft)을 가지는 모터, 및
상기 구동축에 연결되고 상기 구동축의 회전 시에 가공액(working fluid)을 압축시키도록 동작가능한 압축 메커니즘(compression mechanism)을 포함하고,
상기 가변 주파수 구동기는 상기 모터에 제공되는 전류를 감지하도록 구성된 센서를 포함하고,
상기 제어기는 상기 모터에 연결되고, 상기 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 VFD를 이용하여 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하고, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 신호들을 수신하고 그리고 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트(surge event)가 발생하였는지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장하는,
시스템.
As a system,
dynamic compressor,
a variable frequency drive (VFD), and
Including a controller,
The dynamic compressor,
a motor having a driveshaft rotatably supported within the dynamic compressor; and
a compression mechanism coupled to the drive shaft and operable to compress a working fluid upon rotation of the drive shaft;
The variable frequency driver includes a sensor configured to sense a current provided to the motor,
The controller is connected to the motor, the controller includes a processor and a memory,
The memory operates the motor using the VFD to compress the working fluid, receives signals representing current from the VFD to the motor, and the received signal represents current from the VFD to the motor. storing instructions that program the processor to determine when a surge event has occurred based at least in part on
system.
제1항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 기초하여 이전의 전류(previous current) 및 현재의 전류(present current) 간의 차이를 결정함으로써 상기 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 1,
wherein the memory determines that the surge event has occurred by determining a difference between a previous current and a present current based on the received signals representing current from the VFD to the motor. storing additional instructions for programming the processor;
system.
제2항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 상기 현재의 전류를 나타내는 신호를 상기 VFD로부터 수신하기 전에 상기 프로세서에 의해 수신되는, 상기 VFD로부터 상기 모터로의 전류를 나타내는 복수의 신호를 평균함으로써 상기 이전의 전류를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 2,
The memory performs the previous operation by averaging a plurality of signals representative of the current from the VFD to the motor received by the processor prior to receiving a signal representative of the current current from the VFD to the motor from the VFD. storing additional instructions for programming the processor to determine the current of
system.
제2항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 차이가 서지 임계값(surge threshold)을 초과할 때 상기 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 2,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to determine that the surge event has occurred when the difference exceeds a surge threshold;
system.
제4항에 있어서,
상기 서지 임계값은 가변 임계값인,
시스템.
According to claim 4,
The surge threshold is a variable threshold,
system.
제5항에 있어서,
상기 모터의 속력을 검출하도록 구성된 속력 센서를 더 포함하고,
상기 메모리는, 상기 현재의 전류를 나타내는 신호가 수신될 때 상기 검출된 상기 모터의 속력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 서지 임계값을 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 5,
Further comprising a speed sensor configured to detect a speed of the motor;
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to determine the surge threshold based at least in part on the detected speed of the motor when a signal indicative of the current current is received.
system.
제2항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 이전의 전류 및 상기 현재의 전류 간의 차이에 기초하여 상기 서지의 크기를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 2,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to determine the magnitude of the surge based on the difference between the previous current and the current current.
system.
제7항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 서지 이벤트의 발생의 표시자(indication) 및 상기 결정된 상기 서지의 크기를 상기 메모리에 저장하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 7,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to store an indication of the occurrence of the surge event and the determined magnitude of the surge to the memory;
system.
제1항에 있어서,
상기 동력학적 압축기는 원심 압축기(centrifugal compressor)이고, 상기 압축 메커니즘은 임펠러(impeller)인,
시스템.
According to claim 1,
The dynamic compressor is a centrifugal compressor, and the compression mechanism is an impeller.
system.
제9항에 있어서,
상기 시스템은 HVAC 시스템이고, 상기 가공액은 냉매(refrigerant)인,
시스템.
According to claim 9,
The system is an HVAC system, the processing fluid is a refrigerant,
system.
모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 위한 제어기로서,
프로세서, 및
메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하고, 상기 모터를 동작시키기 위해 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 신호들을 수신하고 그리고 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장하는,
제어기.
A controller for a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor, comprising:
processor, and
contains memory;
The memory operates the motor to compress the working fluid, receives signals representative of a current supplied to the motor for operating the motor, and transmits at least to the received signals representative of the current supplied to the motor. storing instructions that program the processor to determine based in part on when a surge event has occurred;
controller.
제11항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 기초하여 이전의 전류 및 현재의 전류 간의 차이를 결정함으로써 상기 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
According to claim 11,
The memory stores additional instructions that program the processor to determine that the surge event has occurred by determining a difference between a previous current and a current current based on the received signals representative of the current provided to the motor. doing,
controller.
제12항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 모터에 제공되는 상기 현재의 전류를 나타내는 신호를 수신하기 전에 상기 프로세서에 의해 수신되는, 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 복수의 신호를 평균함으로써 상기 이전의 전류를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
According to claim 12,
The memory is configured to determine the previous current by averaging a plurality of signals representative of the current provided to the motor received by the processor prior to receiving the signal representative of the current provided to the motor. storing additional instructions to program
controller.
제12항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 차이가 서지 임계값을 초과할 때 상기 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
According to claim 12,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to determine that the surge event has occurred when the difference exceeds a surge threshold.
controller.
제14항에 있어서,
상기 서지 임계값은 가변 임계값이고,
상기 메모리는, 상기 현재의 전류를 나타내는 신호가 수신될 때 상기 모터의 검출된 속력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 서지 임계값을 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
According to claim 14,
The surge threshold is a variable threshold,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to determine the surge threshold based at least in part on a detected speed of the motor when a signal indicative of the current current is received.
controller.
제12항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 이전의 전류 및 상기 현재의 전류 간의 차이에 기초하여 상기 서지의 크기를 결정하고 그리고 상기 서지 이벤트의 발생의 표시자 및 상기 결정된 상기 서지의 크기를 상기 메모리에 저장하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
According to claim 12,
The memory may include the processor to determine a magnitude of the surge based on the difference between the previous current and the current current and to store an indicator of occurrence of the surge event and the determined magnitude of the surge in the memory. storing additional instructions to program;
controller.
모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기에서 서지 이벤트의 발생을 검출하는 방법으로서,
상기 모터를 동작시켜 상기 가공액을 압축하는 단계,
상기 모터를 동작시키기 위해 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 신호들을 수신하는 단계, 및
상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들 및 서지 임계값에만 기초하여 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하는 단계를 포함하는
방법.
A method for detecting the occurrence of a surge event in a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor, comprising:
Compressing the processing fluid by operating the motor;
receiving signals representative of the current provided to the motor to operate the motor; and
determining when a surge event has occurred based only on the received signals indicative of the current provided to the motor and a surge threshold.
method.
제17항에 있어서,
상기 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하는 단계는,
상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 상기 수신된 신호들에 기초하여 이전의 전류 및 현재의 전류 간의 차이를 결정하는 단계, 및
상기 차이가 상기 서지 임계값을 초과할 때 상기 서지 이벤트가 발생하였다고 결정하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 17,
The step of determining when the surge event occurred,
determining a difference between a previous current and a current current based on the received signals representative of the current provided to the motor; and
determining that the surge event has occurred when the difference exceeds the surge threshold.
method.
제18항에 있어서,
상기 이전의 전류를 결정하는 단계는,
상기 모터에 제공되는 상기 현재의 전류를 나타내는 신호를 수신하기 전에 상기 프로세서에 의해 수신되는, 상기 모터에 제공되는 전류를 나타내는 복수의 신호를 평균하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 18,
The step of determining the previous current,
averaging a plurality of signals representative of the current provided to the motor received by the processor prior to receiving a signal representative of the current provided to the motor.
method.
제18항에 있어서,
상기 서지 임계값은 가변 임계값이고,
상기 언제 서지 이벤트가 발생하였는지를 결정하는 단계는,
상기 현재의 전류를 나타내는 신호가 수신될 때 상기 모터의 검출된 속력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 서지 임계값을 결정하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 18,
The surge threshold is a variable threshold,
The step of determining when the surge event occurred,
determining the surge threshold based at least in part on the detected speed of the motor when the signal indicative of the current current is received.
method.
시스템으로서,
동력학적 압축기 및 제어기를 포함하고,
상기 동력학적 압축기는,
상기 동력학적 압축기 내에서 회전가능하게 지지되는 구동축을 가지는 모터, 및
상기 구동축에 연결되고 상기 구동축의 회전 시에 가공액을 압축시키도록 동작가능한 압축 메커니즘을 포함하고,
상기 제어기는 상기 모터에 연결되고, 상기 제어기는 프로세서 및 메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 예측되는 최소 서지 속력(predicted minimum surge speed)과 조절 마진(control margin)을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축하고, 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하고, 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 상기 메모리에 저장하고 그리고 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치(protective action)를 취할지 말지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장하는,
시스템.
As a system,
a dynamic compressor and controller;
The dynamic compressor,
A motor having a drive shaft rotatably supported within the dynamic compressor, and
a compression mechanism coupled to the drive shaft and operable to compress a working fluid upon rotation of the drive shaft;
The controller is connected to the motor, the controller includes a processor and a memory,
The memory operates the motor to compress the fluid at a motor speed greater than the predicted minimum surge speed plus a control margin, and determines when surge events have occurred. and storing in the memory an indicator of each surge event that the processor determines has occurred and programming the processor to determine whether or not to take a protective action when the processor determines that a surge event has occurred. to save,
system.
제21항에 있어서,
상기 보호 조치는 알림(alert)을 발생시키는 것을 포함하는,
시스템.
According to claim 21,
The protective action comprises generating an alert,
system.
제22항에 있어서,
상기 메모리는, 표시자가 상기 메모리에 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 발생 경보 한계(occurrence alarm limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 발생 알림(occurrence alert)을 상기 알림으로서 발생시키기로 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
The method of claim 22,
The memory further directs the processor to determine to raise an occurrence alert as the alert when an indicator indicates that the number of surge events stored in the memory is greater than or equal to an occurrence alarm limit. storing additional instructions to program;
system.
제23항에 있어서,
상기 메모리는, 표시자가 상기 메모리에 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 고장 한계(fault limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 고장 알림(fault alert)을 상기 알림으로서 발생시키기로 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는 - 상기 고장 한계는 상기 발생 경보 한계 보다 더 큼 -,
시스템.
According to claim 23,
wherein the memory programs the processor to determine to generate a fault alert as the alert when an indicator indicates that the number of surge events stored in the memory is greater than or equal to a fault limit. storing additional instructions, wherein the failure limit is greater than the generated alarm limit;
system.
제24항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 24,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to increase the adjustment margin whenever the processor determines to generate the failure notification.
system.
제22항에 있어서,
각각의 서지 이벤트의 표시자는 상기 서지 이벤트의 크기의 표시자를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 경보 한계(severity alarm limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 심각 알림을 상기 알림으로서 발생시키도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
The method of claim 22,
the indicator of each surge event includes an indicator of the magnitude of the surge event;
The memory further instructions to program the processor to generate a severity alert as the alert when the sum of the magnitudes of the determined surge events stored in the memory is greater than or equal to a severity alarm limit. to save them,
system.
제26항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 고장 한계(severity fault limit) 보다 더 크거나 그와 같을 때 고장 알림을 상기 알림으로서 발생시키기로 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는 - 상기 심각 고장 한계는 상기 심각 경보 한계 보다 더 큼 -,
시스템.
The method of claim 26,
The memory further programs the processor to determine to generate a fault notification as the notification when the sum of the magnitudes of the determined surge events stored in the memory is greater than or equal to a severity fault limit. storing instructions, wherein the severe failure limit is greater than the severe alarm limit;
system.
제27항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
The method of claim 27,
wherein the memory stores additional instructions that program the processor to increase the adjustment margin whenever the processor determines to generate the failure notification.
system.
제22항에 있어서,
상기 시스템은 HVAC 시스템이고,
상기 가공액은 냉매이고,
상기 메모리는, 상기 서지 이벤트가 발생한 것으로 결정되었을 때의 상기 모터의 속력이 상기 예측되는 최소 서지 속력, 상기 조절 마진 및 챠지 마진(charge margin)의 합을 초과할 때 상기 알림을 발생시키기로 결정하고 그리고 상기 프로세서가 상기 알림을 발생시키기로 결정할 때 상기 조절 마진을 증가시키도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
The method of claim 22,
The system is an HVAC system,
The processing liquid is a refrigerant,
The memory determines to generate the notification when a speed of the motor when the surge event is determined to have occurred exceeds a sum of the predicted minimum surge speed, the adjustment margin, and a charge margin; and storing additional instructions for programming the processor to increase the adjustment margin when the processor determines to generate the alert;
system.
제22항에 있어서,
상기 알림은 원격에 위치한 시스템 제어기에 전송되는 경고 신호(warning signal)를 포함하는,
시스템.
The method of claim 22,
The notification includes a warning signal transmitted to a system controller located remotely,
system.
제21항에 있어서,
상기 보호 조치는 상기 모터를 정지시키는 것을 포함하고,
각각의 서지 이벤트의 상기 표시자는 상기 서지 이벤트의 크기의 표시자를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 서지 이벤트들의 개수가 발생 셧다운 임계값(occurrence shutdown threshold) 보다 더 크거나 그와 같거나 또는 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 누적 셧다운 임계값(accumulation shutdown threshold) 보다 더 크거나 그와 같을 때 상기 모터를 정지시키기로 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
시스템.
According to claim 21,
the protective action includes stopping the motor;
the indicator of each surge event includes an indicator of the magnitude of the surge event;
The memory is configured such that the number of surge events the processor determines to have occurred is greater than or equal to an occurrence shutdown threshold, or the sum of the magnitudes of the determined surge events stored in the memory is a cumulative shutdown threshold. storing additional instructions that program the processor to determine to stop the motor when greater than or equal to (accumulation shutdown threshold);
system.
제21항에 있어서,
상기 시스템은 언로딩 장치(unloading device)를 더 포함하고,
상기 보호 조치는 상기 언로딩 장치를 가동시켜 상기 결정된 서지 이벤트의 심각도를 줄이기 위해 상기 압축기를 언로드시키는 것을 포함하는,
시스템.
According to claim 21,
The system further comprises an unloading device;
Wherein the protective action comprises activating the unloading device to unload the compressor to reduce the severity of the determined surge event.
system.
모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 위한 제어기로서,
프로세서 및 메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 모터를 동작시켜 예측되는 최소 서지 속력과 조절 마진을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축하고, 언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하고, 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 상기 메모리에 저장하고 그리고 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할지 말지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장하는,
제어기.
A controller for a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor, comprising:
includes a processor and memory;
The memory compresses the fluid at a motor speed greater than the minimum surge speed predicted by operating the motor plus an adjustment margin, determines when surge events have occurred, and determines when surge events have occurred, and each of the surge events determined by the processor to have occurred. storing an indicator of a surge event in the memory and programming the processor to determine whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred;
controller.
제33항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 메모리에 식별자가 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 발생 경보 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 발생 알림을 발생시키고, 상기 메모리에 식별자가 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 고장 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 - 상기 고장 한계는 상기 발생 경보 한계 보다 더 큼 - 고장 알림을 발생시키고, 상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키고 그리고 상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 서지 이벤트들의 개수가 발생 셧다운 임계값 보다 더 크거나 그와 같을 때 상기 모터를 정지시킴으로써, 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 명령어들을 저장하는,
제어기.
34. The method of claim 33,
The memory generates an occurrence notification when the number of surge events with identifiers stored in the memory is greater than or equal to the occurrence alarm limit, and the number of surge events with identifiers stored in the memory exceeds the failure limit. greater than or equal to - the failure limit is greater than the occurrence alarm limit - generating a failure notification, increasing the adjustment margin each time the processor decides to generate the failure notification and the processor is deemed to have occurred instructions that program the processor to determine whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred, by stopping the motor when the determined number of surge events is greater than or equal to an occurrence shutdown threshold to save them,
controller.
제33항에 있어서,
각각의 서지 이벤트의 상기 표시자는 상기 서지 이벤트의 크기의 식별자를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 경보 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 심각 알림을 발생시키고, 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 고장 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 - 상기 심각 고장 한계는 상기 심각 경보 한계 보다 더 큼 - 고장 알림을 발생시키고, 상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키고 그리고 상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 누적 셧다운 임계값 보다 더 크거나 그와 같을 때 상기 모터를 정지시킴으로써, 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
34. The method of claim 33,
the indicator of each surge event includes an identifier of the magnitude of the surge event;
The memory generates a severe notification when the sum of the determined magnitudes of surge events stored in the memory is greater than or equal to the Severe Alert Limit, and the sum of the determined magnitudes of surge events stored in the memory is greater than or equal to the Severe Failure Limit greater than or equal to - the severe failure limit is greater than the severe alarm limit - generating a failure notification, increasing the adjustment margin each time the processor decides to generate the failure notification and the processor to determine whether or not to take a protective action when the processor determines that a surge event has occurred, by stopping the motor when the sum of the magnitudes of the determined surge events stored is greater than or equal to a cumulative shutdown threshold; storing additional instructions to program
controller.
제33항에 있어서,
상기 동력학적 압축기는 HVAC 시스템의 부분이고,
상기 가공액은 냉매이고,
상기 메모리는, 상기 서지 이벤트가 발생한 것으로 결정되었을 때의 상기 모터의 속력이 상기 예측되는 최소 서지 속력, 상기 조절 마진 및 챠지 마진의 합을 초과할 때 챠지 알림(charge alert)을 발생시키기로 결정함으로써, 상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하도록 상기 프로세서를 프로그램하는 추가의 명령어들을 저장하는,
제어기.
34. The method of claim 33,
the dynamic compressor is part of an HVAC system;
The processing liquid is a refrigerant,
The memory determines to generate a charge alert when the speed of the motor when it is determined that the surge event has occurred exceeds the sum of the predicted minimum surge speed, the control margin, and the charge margin, storing additional instructions for programming the processor to determine whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred;
controller.
모터 및 상기 모터에 연결된 압축 메커니즘을 포함하고 상기 모터의 동작 시에 가공액을 압축하도록 동작가능한 동력학적 압축기를 제어하기 위한 방법으로서,
상기 모터를 동작시켜 상기 예측되는 최소 서지 스피드와 제어 마진을 더한 것 보다 더 큰 모터 속력에서 상기 가공액을 압축시키는 단계,
언제 서지 이벤트들이 발생하였는지를 결정하는 단계,
상기 프로세서가 발생하였다고 결정한 각각의 서지 이벤트의 표시자를 저장하는 단계, 및
상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계를 포함하는,
방법.
A method for controlling a dynamic compressor comprising a motor and a compression mechanism coupled to the motor and operable to compress a working fluid upon operation of the motor, comprising:
operating the motor to compress the working fluid at a motor speed greater than the sum of the predicted minimum surge speed and a control margin;
determining when surge events have occurred;
storing an indicator of each surge event that the processor determines has occurred; and
determining whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred.
method.
제37항에 있어서,
상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계는,
상기 메모리에 식별자가 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 발생 경보 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 발생 알림을 발생시키는 단계,
상기 메모리에 식별자가 저장되어 있는 서지 이벤트들의 개수가 고장 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 - 상기 고장 한계는 상기 발생 경보 한계 보다 더 큼 - 고장 알림을 발생시키는 단계,
상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키는 단계, 및
상기 프로세서가 발생한 것으로 결정한 서지 이벤트들의 개수가 발생 셧다운 임계값 보다 더 크거나 그와 같을 때 상기 모터를 정지시키는 단계를 포함하는,
방법.
38. The method of claim 37,
The step of determining whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred,
Generating an occurrence notification when the number of surge events whose identifiers are stored in the memory is greater than or equal to an occurrence alert limit;
generating a failure notification when the number of surge events whose identifiers are stored in the memory is greater than or equal to a failure limit, wherein the failure limit is greater than the occurrence alarm limit;
increasing the adjustment margin whenever the processor determines to generate the failure notification; and
stopping the motor when the number of surge events determined by the processor to have occurred is greater than or equal to an occurrence shutdown threshold;
method.
제37항에 있어서,
상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계는,
상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 경보 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 심각 알림을 발생시키는 단계,
상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 심각 고장 한계 보다 더 크거나 그와 같을 때 - 상기 심각 고장 한계는 상기 심각 경보 한계 보다 더 큼 - 고장 알림을 발생시키는 단계,
상기 프로세서가 상기 고장 알림을 발생시키기로 결정할 때마다 상기 조절 마진을 증가시키는 단계, 및
상기 메모리에 저장된 상기 결정된 서지 이벤트들의 크기들의 합이 누적 셧다운 임계값 보다 더 크거나 그와 같을 때 상기 모터를 정지시키는 단계를 포함하는,
방법.
38. The method of claim 37,
The step of determining whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred,
generating a severe alert when the sum of the magnitudes of the determined surge events stored in the memory is greater than or equal to a severe alert limit;
generating a fault notification when the sum of the determined magnitudes of the surge events stored in the memory is greater than or equal to a severe fault limit, wherein the severe fault limit is greater than the severe alarm limit;
increasing the adjustment margin whenever the processor determines to generate the failure notification; and
stopping the motor when the sum of the magnitudes of the determined surge events stored in the memory is greater than or equal to a cumulative shutdown threshold.
method.
제37항에 있어서,
상기 동력학적 압축기는 HVAC 시스템의 부분이고,
상기 가공액은 냉매이고,
상기 프로세서가 서지 이벤트가 발생하였다고 결정할 때 보호 조치를 취할 것인지 말것인지를 결정하는 단계는,
상기 서지 이벤트가 발생한 것으로 결정되었을 때의 상기 모터의 속력이 상기 예측되는 최소 서지 속력, 상기 조절 마진 및 챠지 마진의 합을 초과할 때 챠지 알림을 발생시키기로 결정하는 단계를 포함하는,
방법.
38. The method of claim 37,
the dynamic compressor is part of an HVAC system;
The processing liquid is a refrigerant,
The step of determining whether or not to take protective action when the processor determines that a surge event has occurred,
Determining to generate a charge notification when the speed of the motor when it is determined that the surge event has occurred exceeds the sum of the predicted minimum surge speed, the control margin, and the charge margin,
method.
KR1020237022144A 2020-12-21 2021-12-10 Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors KR20230119662A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/247,725 2020-12-21
US17/247,724 US11428233B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Surge control systems and methods for dynamic compressors
US17/247,724 2020-12-21
US17/247,725 US20220196025A1 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Surge control systems and methods for dynamic compressors
PCT/US2021/062800 WO2022140079A2 (en) 2020-12-21 2021-12-10 Surge control systems and methods for dynamic compressors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230119662A true KR20230119662A (en) 2023-08-16

Family

ID=79287973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237022144A KR20230119662A (en) 2020-12-21 2021-12-10 Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP4249753A3 (en)
JP (1) JP2024502241A (en)
KR (1) KR20230119662A (en)
WO (1) WO2022140079A2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594051A (en) * 1984-05-14 1986-06-10 Dresser Industries, Inc. System, apparatus, and method for detecting and controlling surge in a turbo compressor
US4608833A (en) * 1984-12-24 1986-09-02 Borg-Warner Corporation Self-optimizing, capacity control system for inverter-driven centrifugal compressor based water chillers
JPH1162887A (en) * 1997-08-08 1999-03-05 Nippon Steel Corp Surging detector of blower, detecting method therefor and surging correcting method
CN101995126B (en) * 2009-10-20 2014-11-05 约翰逊控制技术公司 Controllers and methods for providing computerized generation and use of a three dimensional surge map for control of chillers
JP5871157B2 (en) * 2011-10-03 2016-03-01 株式会社Ihi Method for preventing surging of centrifugal compression equipment
US10539353B2 (en) * 2013-03-15 2020-01-21 Daikin Applied Americas Inc. Refrigerating apparatus and control device for refrigerating machine
WO2014191051A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Abb Technology Ltd Detecting surge in a compression system
US9695831B2 (en) * 2015-07-02 2017-07-04 Woodward, Inc. Detection and counting of surge cycles in a compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024502241A (en) 2024-01-18
EP4249753A2 (en) 2023-09-27
WO2022140079A9 (en) 2022-08-18
WO2022140079A2 (en) 2022-06-30
WO2022140079A3 (en) 2022-07-28
EP4249753A3 (en) 2023-10-18
EP4244487A2 (en) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5396079B2 (en) System and method for determining the remaining life of a centrifugal turbomachine
US10257959B2 (en) Method and apparatus for monitoring electromechanical device performance and reliability
US9624936B2 (en) Turbocompressor antisurge control by vibration monitoring
US20130037250A1 (en) Intelligent air moving apparatus
US9863852B2 (en) Failure prediction in a rotating device
US8070456B2 (en) Method for preventing power surge in a compressor supplied by a power converter by direct torque control
EP2042743A1 (en) A gas compression system, a method for controlling a gas compression system, and a device for controlling a recycle valve
JP6334300B2 (en) Direct acting hydraulic machine
CN103814261A (en) Centrifugal compressor diffuser control
CN111828362A (en) Vacuum pump system
KR20230119662A (en) Surge Control Systems and Methods for Dynamic Compressors
US11428233B2 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
JP7069559B2 (en) Vacuum pump motor anomaly detector and vacuum pump system
US20220196025A1 (en) Surge control systems and methods for dynamic compressors
JP5333359B2 (en) Vacuum pump
US20050084384A1 (en) Smart fan and pump controller
KR101300419B1 (en) Control apparatus for hydraulic system
US11644227B2 (en) Start-stop control systems and methods for gas foil bearing machine
JPH0468275A (en) Surge detector for turbo-refrigeranting machine
EP1167772A1 (en) Vacuum pump
US20230417254A1 (en) Vacuum pump system and control method
JP7408618B2 (en) Vacuum pump and control device
US11603850B2 (en) Analysis device of vacuum pump, vacuum pump, storage medium recording analysis program, and analysis method
TW202336349A (en) Control device and control method for vacuum pump
GB2619964A (en) Method for detection of a bearing condition of a vacuum pump