NO173111B - Pumpeenhet som omfatter minst en pumpe - Google Patents
Pumpeenhet som omfatter minst en pumpe Download PDFInfo
- Publication number
- NO173111B NO173111B NO890928A NO890928A NO173111B NO 173111 B NO173111 B NO 173111B NO 890928 A NO890928 A NO 890928A NO 890928 A NO890928 A NO 890928A NO 173111 B NO173111 B NO 173111B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pump
- pump unit
- accordance
- control
- signal
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
- H02K33/04—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation
- H02K33/06—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation with polarised armatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
- F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
- F04B17/042—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Cookers (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en pumpeenhet som omfatter minst én pumpe som omfatter et frem- og tilbakegående pumpeelement, en lineær elektrisk motor for drift av pumpeelementet, samt et styresystem med en styreenhet for den lineære motor, samt en drivanordning med variabel hastighet for regulering av tilførsel av elektrisk energi til den elektriske motor avhengig av et styresignal fra styreenheten som avgir styresignal som reaksjon på et første signal som representerer et valgt karakteristikum for pumpen og et andre signal som er avhengig av en avfølt posisjon til pumpeelementet. Oppfinnelsen har særlig befatning med styresystemet for en slik pumpeenhet.
Det skal innledningsvis gis en mere detaljert ut-redning av den pumpeenhet som styresystemet anvendes på.
Ved tradisjonelle frem- og tilbakegående pumpeenheter av denne art omfatter den lineære elektriske motor en ringformet stator eller drivelement som samvirker med en konsentrisk ringformet "rotor" eller reaksjonsplate eller drevet element, som er koplet til eller utgjør det frem- og tilbakegående pumpeelement.
Oppfinnelsen beskjeftiger seg med tilveiebringelsen av et styresystem for en slik pumpe drevet av en lineær elektrisk motor, og som gir operasjon med høy virkningsgrad. Motorens samvirkende drivende og drevne elementer har i hovedsak flat, platelignende form.
Den lineære motor kan utformes på mange forskjellige måter. Bevegelsesretningen for reaksjonselementet eller -platen befinner seg hensiktsmessig i sideveis avstand fra og parallelt med pumpeelementets bevegelsesretning, i stedet for å være i flukt med samme; to eller flere flate lineære elektriske motorer kan være koplet til stempelele-mentet, fortrinnsvis i et symmetrisk arrangement rundt dets bevegelsesretning, idet parallelle hovedflater av stator- og rotorplaten strekker seg tangentialt eller radialt på denne retning. Motoren eller hver motor kan være enkel, med én stator- eller drivplate, eller dobbel, hvor reaksjonsplaten er innrettet til å bevege seg mellom et par stator- eller drivplater.
For å unngå komplikasjoner knyttet til tilførsel av effekt til det drevne element eller reaksjonselementet, er dette fortrinnsvis utformet som en permanentmagnet. Pumpeelement/reaksjonsplate-aggregatet styres i noen grad av styreorganene for pumpeelementet inne i pumpekonstruk-sjonen, men på grunn av de tilstedeværende magnetiske krefter, er det fortrinnsvis anordnet utvendige styre-organer for reaksjonsplaten for å sikre at reaksjonsplaten blir holdt i korrekt posisjon i forhold til statorplaten eller -platene.
Stator- eller drivelementet aktiveres fortrinnsvis for å belaste reaksjonselementet i begge retninger og slik at motoren arbeider synkront, for å yte forbedret virkningsgrad sammenlignet med asynkron drift. Den til statoren tilførte effekt kan kontrolleres og styres eksakt med hensyn til spenning og strøm og også med hensyn til frekvens, hensiktsmessig ved hjelp av en frekvensomformer, slik at reaksjonselementet påføres konstant kraft. Induk-sjonselementes strømfase kan låses i reaksjonselementets posisjon, slik at driften svarer til en likestrømsmotors.
Som antydet innledningsvis i denne beskrivelse, er det tidligere kjent forskjellige systemer til å styre de frem- og tilbakegående pumpeelementer som drives av en lineær elektrisk motor. Et slikt styresystem fungerer van-ligvis ved at det kontrollerer den lineære motors pumpe-elementbevegelse som respons på avvik av en av parametrene for pumpeelementet; slaglengde, slaghastighet, slagaksele-rasjon og trykket i det medium som det pumpes på, idet det sammenlignes med en referanseverdi for den aktuelle para-meter .
Styresystemer av denne type er kjent fra US-patentskrift 4.334.180 og EP-patentskrift 102.780.
Det er imidlertid ikke kjent et styresystem som er avhengig av den elektriske strøm i den lineære motor.
Det er følgelig et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en pumpeenhet med et nytt styresystem.
Pumpeenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at styresystemet omfatter en innretning i form av en egen krets for til styreenheten å gi et tredje signal avhengig av strømmen som flyter i den lineære elektriske motor, og at styreenheten frembringer styresignalet som reaksjon også på det tredje signal.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter pumpeenheten en fasekonstant tilbakemeldingssløyfe henover drivanordningen og den lineære motor. Videre omfatter drivanordningen en proporsjonal-pluss integral regulator. Det første signal representerer fortrinnsvis en ønsket bevegelsesfrekvens av pumpeelementet og/eller en bevegelse av dette som svarer til en ønsket pumpekraft eller til en ønsket hastighet for fluid pumpet av pumpen.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter styreenheten en banegenerator, og denne kan være innrettet til å reagere på et første signal som representerer ønsket hastighet for fluid som beveges av pumpeelementet. Eventuelt kan banegeneratoren være innrettet til å avgi et signal til et antall regulatorer og en fremkoplingsregulator som er koplet henover nevnte regulatorer, og at det andre signal avgis til nevnte regulatorer ved hjelp av en tilbakekoplingsregulator.
Videre kan pumpeenhetens pumpe omfatte to sylindre som er innbyrdes atskilt i flukt med en akse, at pumpeelementet omfatter en stempelstang som er bevegelig frem og tilbake langs aksen og står i forbindelse med de to pumpestempler som er glidbar i hver sin sylinder, og at den lineære motor virker på stempelstangen mellom sylindrene.
Ifølge en ytterligere løsning er styresystemet innrettet til å styre driften av to lineære elektriske motorer for å frembringe frem- og tilbakebevegelsen av de to stempelstenger med en kvart periodes faseforskyvning. Den elektriske motor kan omfatte et antall flate, platelignende reaksjonselementer som er forbundet med stempelstangen med stempelstangen mellom seg, og et antall flate, platelignende drivelementer som hvert er anordnet med en hovedflate parallell med og nær opptil en hovedflate på et tilhørende reaksjonselement.
Når pumpeenheten omfatter minst tre drivelementer og reaksjonselementer danner deres hovedflater flater i et prisme med lengdeakse langs nevnte akse. I et slikt tilfelle er driv- og reaksjonselementenes hovedflater plane og rager radialt i forhold til aksen. Eventuelt er hvert av reaksjonselementene inneklemt mellom to av drivelementene, og de omfatter fortrinnsvis en permanentmagnet. Videre er drivelementenes hovedflater i aksens retning omtrent like lange som pumpen.
Oppfinnelsen beskrives ytterligere nedenfor i form av utførelseseksempel og under henvisning til de med-følgende tegninger idet fig. 1-3 viser forskjellige pumpeenheter, mens fig. 4-6 viser utførelser av styresystemet til regulering av de nevnte pumpeenheter.
Nærmere bestemt viser fig. IA og IB skjematisk i snitt henholdsvis et sideriss og et planriss av en enkel utførelsesform av en pumpeenhet som styresystemet anvendes pa.
Fig. 2A, 2B, 2C og 2D viser henholdsvis et planriss, et tverrsnittsriss, et innvendig splittriss og et enderiss av en andre pumpeenhet. Fig. 3 viser et tverrsnittsriss av en tredje pumpe. Fig. 4 viser et koplingsskjerna i blokkdiagramform av et styresystem for en pumpeenhet av den i fig. 1 eller 2 viste art. Fig. 5 viser koplings skjemaet for en fjerde pumpe-enhets styresystem i henhold til oppfinnelsen. Fig. 6 viser et koplingsskjerna i blokkdiagramform for styresystemet for pumpeenheten ifølge fig. 5.
Den i fig. IA og IB skjematisk viste pumpeenhet omfatter en pumpesylinder 2 som ved sin nedre ende kommuni-serer med en rørledning 4 som inneholder tilbakeslagsventiler 5 og 6. Et stempel 7 strekker seg nedover i pumpesylinderen 2 og styres i denne for aksial frem- og tilbakegående bevegelse, slik at det nedenfor det og mellom tilbakeslagsventilene avgrenses et pumpekammer 9 med variabelt volum. Oppadrettet bevegelse av stemplet 7 trekker fluidum inn i pumpekammeret 9 gjennom ventilen 5, mens nedadrettet bevegelse støter fluidet ut langs rør-ledningen gjennom ventilen 6.
I overensstemmelse med oppfinnelsen iverksettes stempelets 7 frem- og tilbakegående bevegelse av en lineær elektrisk motor 10 omfattende et stator- eller drivelement 11 i form av en vikling formet som en flat rektangulær plate, hvis aktivering forårsaker bevegelse langs dens lengde av et "rotor"- eller reaksjonselement 12 som ut-gjøres av en sterkt magnetisert permanentmagnet, som også er utformet som en flat rektangulær plate. Den øvre ende av reaksjonsplaten 12 er ved en arm 15 forbundet med stemplets 7 øvre ende som rager oppover fra sylinderen 2. Det finnes organ for å styre aggregatet omfattende stemplet 7 og reaksjonselementet 12 slik at en hovedflate av sistnevnte beveger seg parallelt med en hovedflate av drivelementet 11 med bare en minimal mellomliggende klaring.
Elektrisk effekt tilføres til drivelementet 11 gjennom en frekvensomformer 16 fra en kilde 17, slik at pumpeenheten kan drives synkront for å sikre maksimal kraftpåføring på stemplet 7.
Den på stemplet påførte kraft kan lett økes ved å anordne et andre drivelement, idet reaksjonselementet om-sluttes mellom dette og drivelementet 11, og/eller ved an-ordning av en andre lineær elektrisk motor lignende motoren 10 og plassert for eksempel slik at den befinner seg diametralt overfor denne tvers over stemplet 7.
Den andre pumpeenhet som er illustrert i fig. 2A, 2B, 2C og 2D, omfatter en dobbeltvirkende pumpe med et sylindrisk hus 21 som inneholder to pumpesylindre 22 beliggende i innbyrdes aksial avstand og som strekker seg til husets ender. Et stempel 24 er bevegelig frem og tilbake inne i hver sylinder 22, og de to stempler er gjen-sidig forbundet ved en stempelstang 25 for å danne et stempelaggregat. Stemplene 24 er med fordel tettet mot sylinderveggene ved hjelp av tetningsanordninger som beskrevet i britisk patentsøknad 87 25 449 (inngitt 30.10.87) .
Stempelaggregatet drives frem og tilbake ved hjelp av to dobbeltsidige lineære elektriske motorer 30, eller ved hjelp av en motor med to deler beliggende i huset 21. Hver motor ligner i konstruksjon stort sett motoren 10 ifølge fig. IA og IB, for så vidt som den omfatter faste driv- eller induksjonselementer 31 og bevegelige reaksjonselementer 32 utformet som flate rektangulære plater, idet førstnevnte inneholder elektriske viklinger og sistnevnte omfatter permanentmagneter. Motorene 30 som er dobbeltsidige, omfatter imidlertid hver to drivplater eller -elementer 31 med det tilknyttede, mellomliggende reaksjonselement 32. De to motorer 30 er diametralt mot-stående tvers over stempelstangen 25, hvortil reaksjonselementene 32 er festet ved en ramme 35 som strekker seg radialt utover fra reaksjonselementene, for montering av sylindriske styrehylser 3 6 som er glidbare langs styre-skinner 37, som strekker seg langs husets 21 innervegg.
For maksimal virkningsgrad må luftspalten mellom reaksjonselementene 32 og drivelementene 31 holdes liten, og de av styrehylsene 3 6 og -skinnene 37 dannede styre-organer holder elementene fra hverandre til tross for eventuell tilbøyelighet til forvridning under drift.
Den ytre ende av hver sylinder 22 står gjennom åpninger i de tilstøtende endevegger 40 av huset 21 i forbindelse med suge- og utmatingsrør 41, via tilbakeslagsventiler som er anbrakt i et underhus 45, som er løstagbart montert på en støtte 46 festet til endeveggen 40. Anordningen av tilbakeslagsventiler er ekvivalent med den i fig. IA viste, slik at frem- og tilbakegående bevegelse av stemplet 24 inne i sylinderen 22 iverksetter en pumpevirkning, og rørsystemene 41 som strekker seg fra de to støtter 46 er slik at pumpeenheten som et hele arbeider som en dobbeltvirkende pumpe. Suge- og utmatingsbanene for det pumpede fluidum står i forbindelse med hverandre gjennom koplingen mellom underhuset 45 og støtten 46, via passende tetningsmidler, og den løstagbare montering av underhuset tillater bekvemt tilsyn med de ventiler det inneholder, uten å måtte demontere pumpeenheten i sin helhet.
Den tredje pumpe som vises på fig. 3, svarer til pumpen ifølge fig. 2 bortsett fra de nedenfor beskrevne trekk.
En hul sekskantet bæreramme med vegger 122 er opp-lagret inne i et sylindrisk hus 121 for innvendig opp-lagring av flate platelignende stator- eller induksjonselementer 131 som inngår i tre lineære elektriske motorer 13 0, som hver også omfatter et flatt platelignende reaksjonselement 132, som igjen kan omfatte en permanentmagnet. Hvert induksjonselement 131 er montert til en respektiv vegg 122 av rammen ved hjelp av konsoller 123, slik at det strekker seg i husets lengderetning. Veggene 122 for montering av induksj onselementene 131 er anbrakt i innbyrdes avstand ved de andre tre vegger som, på innover forløpende steg 124, bærer i lengderetningen forløpende styrebjeiker 125.
En indre ramme 135 med hult, i hovedsak triangulært tverrsnitt strekker seg ved hver tilstøtende side av de flate reaksjonselementer 132, slik at hvert strekker seg parallelt i nærheten av ett av induksjonselementene 131. Rammen 135 styres for bevegelse aksialt i huset 121 ved hjelp av styrebjeikene 125 som opptas i spor utformet i rammen mellom reaksjonselementene 132. Steg 136 strekker seg innover fra den hule rammes 135 vegger til en stempelstang 13 7, som er koplet til (ikke viste) stempler som fungerer på lignende måte som stemplene 24 ifølge fig. 2. Induksjons- og drivelementenes 131, 132 virksomme areal kan være stort sammenlignet med husets 121 diameter, slik at det triangulære mønster er meget effektivt med hensyn til rom/plass og materiale.
Ved den ene eller annen av pumpene ifølge fig. 2 og 3 er huset 21 fortrinnsvis fylt med et beskyttende fluidum, hensiktsmessig en smøreolje, hvori rammen og reaksjonselementene beveger seg. Fluidet blir holdt på et trykk som i det minste er så stort som det maksimale suge-trykk som utøves av pumpen, og det kan settes i forbindelse med andre deler av for eksempel et undersjøisk fluidumavtrekksystem hvorav pumpeenheten utgjør en del, for å fungere som et barrierefluidum.
Motorene for de hittil beskrevne pumper blir fortrinnsvis aktivert slik at de arbeider synkront, og slik at stemplet eller stempelaggregatet drives positivt i begge retninger. For drift ved høy virkningsgrad blir strømmene i driv- eller induksjonselementet eller hvert element faselåst til det samvirkende reaksjonselements posisjoner. Dette maksimerer de krefter som påføres på stempelaggregatet, og pumpen arbeider på samme måte som likestrømsmotorer, med trekkrefter som er direkte propor-sjonale med strømmen. Stempelaggregatet må da akselereres fra en stasjonær posisjon ved en ende av dets slag og deretter retarderes til en stasjonær posisjon ved den annen ende av dets slag. Det må deretter underkastes den samme syklus i den annen retning. Frekvensen ved forsyningen til statorelementet må følgelig endres fra null til et maksimum og deretter tilbake til null, idet syklusen gjentas for returslaget men med en faseforskyvning. For å kunne påføre konstant kraft på stempelaggregatet, må spenningen også styres slik at det flyter en konstant strøm i driv-elementets vikling når frekvensen varierer fra null til sin maksimale verdi.
Pumpeenhetens kontroll- og styresystem ifølge oppfinnelsen for oppnåelse av denne motoroperasjon for en valgt pumpefrekvens og påført kraft, er skjematisk vist i fig. 4. Elektrisk effekt tilføres fra en vekselstrømskilde 50 til den eller de lineære motorer M gjennom en drivanordning 51 med variabel hastighet. Drivanordningen 51 kan være en syklo-strømretter eller et fasevendertrinn med mellomstrømkrets, med variabel mellomspenning-impulsampli-tudemodulasjon eller med konstant mellomspenning og puls-breddemodulasjon. For å oppnå tilstrekkelig nøyaktig kontroll/styring, er det anordnet en posisjonstransduktor 52 for å avføle posisjonen av reaksjonselementet, enten direkte eller i form av posisjonen av stempelaggregatet. Utgangene fra posisjonstransduktoren 52 og fra en føler 54, som reagerer på den strøm som virkelig flyter i drivelementet eller -elementene, påtrykkes på en kontroll/ styreanordning 55, sammen med signaler avhengige av den valgte pumpefrekvens og pumpekraft fra respektive inn-gangsanordninger 56 og 57. Kontroll/styreanordningen 56 sørger for styresignaler for anordningen 51 med variabel hastighet, slik at denne tilfører effekt med passende frekvens og spenning til den lineære motor. Kontroll/ styresystemet ifølge fig. 4 kan anvendes i overensstemmelse med oppfinnelsen for å styre pumpeenheter inklusive lineære elektriske motorer av enhver utforming, bortsett fra roterende pumpeenheter.
I forbindelse med den enkeltvirkende pumpeutførelse ifølge fig. IA og IB eller de dobbeltvirkende pumpeut-førelser ifølge fig. 2A, 2B, 2C og 2D, samt fig. 3, er effektinngangen og også den pumpede fluidumstrøm pulser-ende. Det pumpede fluidum støtes ut under én første halv-periode, hvorunder strømmen øker fra null til et maksimum, hvorfra den igjen reduseres til null. Ved den neste halv-periode støtes pumpet fluidum på lignende måte ut fra den annen sylinder. For å redusere uensartet strømning, kan to av pumpeenhetene ifølge fig. 2A, 2B, 2C og 2D eller ifølge fig. 3 koples sammen til et pumpesystem som er skjematisk vist i fig. 5 og som drives med en faseforskyvning på en kvart periode. Det kan selvfølgelig også benyttes andre pumpeenheter.
I den viste posisjon, hvor det nedre stempelaggregat beveger seg mot høyre med maksimal hastighet, vil det øvre stempelaggregat om kort tid begynne å bevege seg for å begynne å mate ut når utmatingen fra den øvre høyre sylinder begynner å avta. Selv om systemets effektbehov fremdeles
pulserer, oppnås en betydelig jevnere drift.
Fig. 6 viser kontroll/styrearrangementer for pumpesystemet ifølge fig. 5 som minner om de ifølge fig. 4 derved at de sørger for i det vesentlige konstante inngangs-og utgangsstrømningshastigheter fra pumpesylindrene 22, og dynamisk kontroll/styring av akselerasjon og retardasjon ved stempelaggregatene mellom valgte strømningshastig-heter, og kan i tillegg sørge for sikker driftstans av pumpesystemet når det oppstår en svikt i forsyningen eller ved ethvert annet feilaktig forhold.
Kontroll/styresystemet ifølge fig. 6 omfatter en banegenerator 61 som mottar en inngang som representerer en valgt fluidumhastighet fra en inngangsanordning 62 og tilfører signaler til en fremkoplingsregulator 64 og en serieregulator 65. Et par motorer 30 for hver pumpeenhet i pumpesystemet mottar sin kraftforsyning fra en drivanordning med variabel hastighet i form av en integral proporsjonal -plussregulator 66 og en omformer 67. En første kontrollsløyfe 69 sørger for strømtilbakekopling omkring hver integrerte proporsjonal-pluss regulator 66 og den tilknyttede omformer 67, idet den innerste sløyfes funk-sjon er å kontrollere/styre og derved begrense strøm i drivelementenes 31 viklinger, for derved å forhindre skade forårsaket av for store strømmer. Ved anvendelse av de integrerte proporsjonal-pluss regulatorer 66 sikres nøy-aktig kontroll/styring.
Dessuten er omformerne 67 faselåst til reaksjonselementenes 32 posisjoner ved hjelp av en indre tilbake-koplingssløyfe 70 for å sikre korrekt synkron drift. For å sikre denne faselåsing, blir posisjonen av hvert reaksjonselement 32 konstant målt som ved systemet ifølge fig. 4 og informasjonen mates tilbake til drivanordningen med variabel hastighet.
De to hittil beskrevne tilbakekoplingssløyfer sørger for effektiv drift av pumpeenheten, og motorene 30 bringes til å følge den ønskede hastighetsprofil ved hjelp av en ytre posisjon-tilbakekoplingssløyfe 71 som innbefatter en tilbakekoplingsregulator 72, og ved hjelp av fremkoplings-regulatoren 64.
Når pumpeenheten løper ved sin arbeidshastighet, følger hvert motorpar en konstant akselerasjons- og retar-dasjonsprofil, og kontroll/styrearrangementene for å følge denne bane arbeider ved å kontrollere posisjon i stedet for hastighet, fordi det er stempelaggregatets posisjon som er kritisk. Kontrollskjerna-tilbakekoplingssløyfen 71 inneholder en tilbakekoplingsregulator 72 og serieregula-toren 65 i foroverbanen for å sikre god regulering. For det annet sørger fremmatingsregulatoren 64 for den nød-vendige kontroll/styring for å garantere at referansebanen følges nøyaktig, hvilken kan modifiseres for eksempel ved tilbakekopling fra strømutgangen av én av omformerne som indikerer for stort strømbehov.
Systemet ifølge fig. 6 kan i tillegg innbefatte opp-startingsprosedyrer hvorunder topphastigheten gradvis økes inntil arbeidsverdien er nådd.
Systemet innbefatter med fordel logikk som konti-nuerlig overvåker pumpeoperasjon og bringer pumpen til å retardere til stopposisjon ved påvisning av enhver feilaktig tilstand. I tilfelle av tap av effekt kan den også være innrettet til å bevirke isolasjon av kontroll/styre-ledningene og "dumping" av systemets kinetiske energi i en statorbelastning, eventuelt en motstandsanordning, ved anvendelse av permanentmagnetenes 32 iboende evne til å generere, selv om all elektrisk effekt skulle gå tapt til drivelementene 31.
Claims (15)
1. Pumpeenhet som omfatter minst én pumpe som omfatter et frem- og tilbakegående pumpeelement (7,24), en lineær elektrisk motor (10,30) for drift av pumpeelementet, samt et styresystem med en styreenhet for den lineære motor, samt en drivanordning med variabel hastighet for regulering av tilførsel av elektrisk energi til den elektriske motor avhengig av et styresignal fra styreenheten som avgir styresignal som reaksjon på et første signal som representerer et valgt karakteristikum for pumpen og et andre signal som er avhengig av en avfølt posisjon til pumpeelementet, karakterisert ved at styresystemet omfatter en innretning i form av en egen krets (54,69) for til styreenheten (55/66,67) å gi et tredje signal avhengig av strømmen som flyter i den lineære elektriske motor (10,30), og at styreenheten (55/66,67) frembringer styresignalet som reaksjon også på det tredje signal.
2 . Pumpeenhet i samsvar med krav 1, karakterisert ved en fasekonstant tilbakemeldingssløyfe henover drivanordningen (11,31) og den lineære motor (10,30) .
3. Pumpeenhet i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at drivanordningen (11,31) omfatter en proporsjonal-pluss integral regulator (66).
4. Pumpeenhet i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at det første signal representerer en ønsket bevegelsesfrekvens av pumpeelementet (7,24) og/eller en bevegelse av dette som svarer til en ønsket pumpekraft eller til en ønsket hastighet for fluid pumpet av pumpen.
5. Pumpeenhet i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at styreenheten omfatter en banegenerator (61).
6. Pumpeenhet i samsvar med krav 5, karakterisert ved at banegeneratoren (61) er innrettet til å reagere på et første signal som representerer ønsket hastighet for fluid som beveges av pumpeelementet (7,24) .
7 . Pumpeenhet i samsvar med krav 6, karakterisert ved at banegeneratoren (61) er innrettet til å avgi et signal til et antall regulatorer og en frem-koplings- regulator (64) som er koplet henover nevnte regulatorer, og at det andre signal avgis til nevnte regulatorer ved hjelp av en tilbakekoplingsregulator (71).
8. Pumpeenhet i samsvar med et av de foregående krav, karakteriser ved at pumpen omfatter to syl indre (22) som er innbyrdes atskilt i flukt med en akse, at pumpeelementet (7,24) omfatter en stempelstang (25) som er bevegelig frem og tilbake langs aksen og står i forbindelse med de to pumpestempler som er glidbar i hver sin sylinder, og at den lineære motor virker på stempelstangen mellom sylindrene.
9. Pumpeenhet i samsvar med krav 8, som omfatter to like pumper, karkterisert ved at styresystemet er innrettet til å styre driften av to lineære elektriske motorer for å frembringe frem- og tilbakebevegelsen av de to stempelstenger med en kvart periodes faseforskyvning.
10. Pumpeenhet i samsvar med krav 8 eller 9, karakterisert ved at den elektriske motor (10,30) omfatter et antall flate, platelignende reaksjonselementer (12) som er forbundet med stempelstangen (25) med stempelstangen mellom seg, og et antall flate, platelignende drivelementer (11) som hvert er anordnet med en hovedflate parallell med og nær opptil en hovedflate på et tilhørende reaksjonselement.
11. Pumpeenhet i samsvar med krav 10, omfattende minst tre drivelementer (11) og reaksjonselementer (12), karakterisert ved at deres hovedflater danner flater i et prisme med lengdeakse langs nevnte akse.
12. Pumpeenhet i samsvar med krav 10, karakterisert ved at driv- og reaksjonselementenes hoved-flater er plane og rager radialt i forhold til aksen.
13. Pumpeenhet i samsvar med et av kravene 10-12, karakterisert ved at hvert av reaksjonselementene (12) er inneklemt mellom to av drivelementene (11) .
14. Pumpeenhet i samsvar med et av kravene 10-12, karakterisert ved at hvert reaksjonselement (12) omfatter en permanentmagnet.
15. Pumpeenhet i samsvar med et av kravene 10-14, karakterisert ved at drivelementenes (11) hovedflater i aksens retning er omtrent like lange som pumpen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB888805420A GB8805420D0 (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Electrically powered pump unit |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO890928D0 NO890928D0 (no) | 1989-03-06 |
NO890928L NO890928L (no) | 1989-09-11 |
NO173111B true NO173111B (no) | 1993-07-19 |
NO173111C NO173111C (no) | 1993-10-27 |
Family
ID=10633002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO890928A NO173111C (no) | 1988-03-08 | 1989-03-06 | Pumpeenhet som omfatter minst en pumpe |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5083905A (no) |
EP (1) | EP0332378B1 (no) |
AT (1) | ATE114784T1 (no) |
AU (1) | AU622438B2 (no) |
CA (1) | CA1333545C (no) |
DE (1) | DE68919489T2 (no) |
ES (1) | ES2064433T3 (no) |
GB (1) | GB8805420D0 (no) |
NO (1) | NO173111C (no) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8923280D0 (en) * | 1989-10-16 | 1989-12-06 | Framo Dev Ltd | Pump apparatus |
JPH08261167A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 圧縮機 |
US5662081A (en) * | 1995-07-24 | 1997-09-02 | Outboard Marine Corporation | Oil supply failure detection circuit |
US5818192A (en) * | 1995-08-04 | 1998-10-06 | The Boeing Company | Starting of synchronous machine without rotor position of speed measurement |
JP3815750B2 (ja) * | 1995-10-09 | 2006-08-30 | キヤノン株式会社 | ステージ装置、ならびに前記ステージ装置を用いた露光装置およびデバイス製造方法 |
US6097114A (en) * | 1998-08-17 | 2000-08-01 | Nikon Corporation | Compact planar motor having multiple degrees of freedom |
US6203288B1 (en) | 1999-01-05 | 2001-03-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reciprocating pumps with linear motor driver |
DE19909279A1 (de) * | 1999-03-03 | 2000-09-07 | Mannesmann Rexroth Ag | Antrieb für einen hydraulischen Verbraucher |
DE19918930B4 (de) * | 1999-04-26 | 2006-04-27 | Lg Electronics Inc. | Leistungssteuervorrichtung für einen Linearkompressor und ebensolches Verfahren |
US6663361B2 (en) * | 2000-04-04 | 2003-12-16 | Baker Hughes Incorporated | Subsea chemical injection pump |
US6452292B1 (en) | 2000-06-26 | 2002-09-17 | Nikon Corporation | Planar motor with linear coil arrays |
US6445093B1 (en) | 2000-06-26 | 2002-09-03 | Nikon Corporation | Planar motor with linear coil arrays |
TW504546B (en) * | 2000-10-17 | 2002-10-01 | Fisher & Amp Paykel Ltd | A linear compressor |
US20040155534A1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-12 | Engwall Mats Anders | Structure integrating gas support bearing and a planar electromagnetic drive and levitation system |
US20060127252A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Reciprocating pump system |
US20070261888A1 (en) * | 2006-04-29 | 2007-11-15 | Richard Urquhart | Mud pump systems for drilling operations |
US7710081B2 (en) | 2006-10-27 | 2010-05-04 | Direct Drive Systems, Inc. | Electromechanical energy conversion systems |
US20080105422A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Wuhan Jianghan Petroleum Machinery Co., Ltd. | Compact well pumping unit actuated by linear motor with counterweight directly attached to slider |
US20080264625A1 (en) * | 2007-04-26 | 2008-10-30 | Brian Ochoa | Linear electric motor for an oilfield pump |
US20080267785A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Gregory Paul Cervenka | Drill rig apparatuses with directly driven shaft & drilling fluid pump systems |
US8415854B2 (en) * | 2008-07-28 | 2013-04-09 | Direct Drive Systems, Inc. | Stator for an electric machine |
JP6749205B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2020-09-02 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | リニアモータ制御装置及びこれを搭載した圧縮機 |
US9977433B1 (en) | 2017-05-05 | 2018-05-22 | Hayward Industries, Inc. | Automatic pool cleaner traction correction |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB675958A (en) * | 1948-11-23 | 1952-07-16 | Samga Et Bavox Ets | Improvements in compressors, pumps and like machines |
US3364864A (en) * | 1964-03-21 | 1968-01-23 | Gheorghe Petrescu | Pumping device for deep oil wells |
FR1591350A (no) * | 1968-11-07 | 1970-04-27 | ||
FR2106841A5 (no) * | 1970-09-25 | 1972-05-05 | Saporta Jose | |
IT1001552B (it) * | 1972-12-19 | 1976-04-30 | Ibm | Azionatore lineare di tipo elettromagnetico |
US4607197A (en) * | 1978-04-17 | 1986-08-19 | Imc Magnetics Corporation | Linear and rotary actuator |
SU792515A1 (ru) * | 1978-04-17 | 1980-12-30 | За витель | Линейный асинхронный электропривод |
DE2823802C2 (de) * | 1978-05-31 | 1982-05-27 | Speidel + Keller Gmbh + Co Kg, 7455 Jungingen | Antriebsanordnung einer oszillierenden Verdrängerpumpe |
US4528466A (en) * | 1979-03-29 | 1985-07-09 | Papst Motoren Kg | Components for polyphase linear motors |
JPS5820395B2 (ja) * | 1980-03-21 | 1983-04-22 | 武蔵精密工業株式会社 | 水平対向型圧縮機 |
JPS5929786A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-17 | Inoue Japax Res Inc | ポンプ装置 |
US4470771A (en) * | 1982-08-20 | 1984-09-11 | Towler Hydraulics, Inc. | Quadraplex fluid pump |
US4527954A (en) * | 1983-01-14 | 1985-07-09 | Halliburton Company | Pumping apparatus |
US4509001A (en) * | 1983-03-04 | 1985-04-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Brushless linear servomotor |
CH665509A5 (de) * | 1983-06-09 | 1988-05-13 | Elin Union Ag | Elektromechanisch-hydraulisches aggregat zur foerderung von fluessigkeiten. |
US4687054A (en) * | 1985-03-21 | 1987-08-18 | Russell George W | Linear electric motor for downhole use |
JPS622852A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Shinko Electric Co Ltd | リニアパルスモ−タ |
-
1988
- 1988-03-08 GB GB888805420A patent/GB8805420D0/en active Pending
-
1989
- 1989-03-06 NO NO890928A patent/NO173111C/no unknown
- 1989-03-06 ES ES89302229T patent/ES2064433T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-06 EP EP89302229A patent/EP0332378B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-06 DE DE68919489T patent/DE68919489T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-06 AT AT89302229T patent/ATE114784T1/de active
- 1989-03-07 AU AU31122/89A patent/AU622438B2/en not_active Ceased
- 1989-03-07 CA CA000593029A patent/CA1333545C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-08 US US07/319,148 patent/US5083905A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1333545C (en) | 1994-12-20 |
US5083905A (en) | 1992-01-28 |
GB8805420D0 (en) | 1988-04-07 |
DE68919489D1 (de) | 1995-01-12 |
EP0332378B1 (en) | 1994-11-30 |
EP0332378A3 (en) | 1990-06-13 |
ATE114784T1 (de) | 1994-12-15 |
DE68919489T2 (de) | 1995-05-04 |
NO173111C (no) | 1993-10-27 |
ES2064433T3 (es) | 1995-02-01 |
EP0332378A2 (en) | 1989-09-13 |
NO890928D0 (no) | 1989-03-06 |
NO890928L (no) | 1989-09-11 |
AU3112289A (en) | 1989-09-14 |
AU622438B2 (en) | 1992-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO173111B (no) | Pumpeenhet som omfatter minst en pumpe | |
US10151272B2 (en) | Fuel supply device and fuel supply method | |
CN105508324B (zh) | 液压振动式大功率造波系统的控制方法 | |
JP2017534821A (ja) | 内蔵型でエネルギー効率の良い液圧アクチュエータシステム | |
FI121090B (fi) | Laitteisto, ohjauspiiri ja menetelmä paineen ja tilavuusvirran tuottamiseksi | |
US6594992B1 (en) | Punch press hydraulic servo device using a rotary valve | |
KR20060117577A (ko) | 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템 | |
CN102080679B (zh) | 新型高频电液颤振发生器 | |
CN110446859A (zh) | 用于调节液压机器的设备 | |
JP3395122B2 (ja) | 変位制御型増圧ポンプの制御装置 | |
US20200362838A1 (en) | Electric linear-actuator pumping system | |
CN102828943A (zh) | 包括压缩机控制装置的机器及压缩机控制方法 | |
US10012195B2 (en) | Fuel supply device and fuel supply method | |
CN103410695B (zh) | 泵送机构及具有该泵送机构的泵车 | |
EP4055278A1 (en) | Electro-hydraulic actuator | |
JP5762262B2 (ja) | 船舶の発電装置及び推進装置 | |
RO127042B1 (ro) | Stand cu recirculare de putere pentru anduranţa cilindrilor hidraulici | |
Koitto et al. | Experimental investigation of a directly driven hydraulic unit in an industrial application | |
US11396868B2 (en) | Linear actuator pumping system | |
US11635071B2 (en) | Co-axial inverted piston linear actuator pumping system | |
US20190264679A1 (en) | Volumetric Pump | |
KR101177179B1 (ko) | 직동력 유압 액츄에이터 구동 시스템 | |
WO2020161237A1 (en) | Fluid pump, pump assembly and method of pumping fluid | |
CN109488257A (zh) | 一种压力互补的液压抽油机 | |
JPH11126713A (ja) | リニア振動アクチュエータおよびリニアコンプレッサ |