循环泵中的性能降额控制的制作方法

本发明涉及一种控制循环泵的功率极限的方法，该循环泵包括安装在循环泵的印刷电路板上的关键部件。特别地，本发明涉及这样一种方法，在该方法中，控制基于由温度传感器测量的温度，该温度传感器被布置和配置成测量关键部件的温度。本发明还涉及一种用于控制循环泵的功率极限的系统。

背景技术：

1、循环器泵或循环泵是一种特殊类型的泵，用于在闭合回路中循环气体、液体或浆料。在已知的电子控制循环泵中，输入功率通常必须受到限制，以确保不超过特定临界温度，否则可能导致泵的各种电子部件损坏或泵的关闭。输入功率的这种限制(即输入功率极限)通常是在考虑到由泵泵送的介质的高温或高环境温度的情况下确定的。因此，为了获得高度可靠的产品，必须使用最坏情况作为功率极限。对于某些应用，这种临界高温可能一年只出现几次或更少。

2、在给定介质和环境温度的环境中，循环泵在特定的负载曲线下的连续运行是额定的。固定的功率极限被确定，这意味着在运行期间总是使用该功率极限，根据该功率极限，预定的最大功率极限永远不可以被超过，尽管实际的介质和/或环境温度可能在大多数时间仍然低于可能导致损坏的极限。因此，在此类应用中，固定功率极限的使用限制了泵的性能，并且将需要选择比大多数运行时间所需的泵更大的泵。

3、ep 2 857 691 b1公开了一种控制泵的功率极限的方法，其中，基于泵介质温度tm和环境温度ta，通过使用在控制箱中编程的热模型来控制泵的功率极限。使用这种方法，需要测量两个不同的温度。

4、因此，控制循环泵的功率极限的改进方法是有利的。

5、发明目的

6、本发明的一个目的是提供一种控制循环泵的功率极限的方法，利用该方法以防止由于泵内不期望的温度升高而造成损坏或故障的方式获得对功率极限的简单有效的控制。

7、本发明的至少一些实施例的目的是提供一种控制循环泵的功率极限的方法，利用该方法获得防止循环泵故障的高安全性。

8、本发明的又一目的是提供现有技术的替代方案。

9、特别地，可以看到作为本发明的一个目的，提供一种控制循环泵的功率极限的方法，该方法解决了现有技术的上述问题

技术实现思路

1、在本发明的第一方面中，通过提供一种控制循环泵的功率极限的方法来实现上述目的和多个其他目的，该循环泵包括安装在循环泵的印刷电路板上的关键部件，以及

2、-第一温度传感器，其被布置和配置成测量关键部件的温度，该方法包括：

3、-通过使用第一温度传感器监测关键部件的温度，

4、-使用来自第一温度传感器的输出信号作为控制器的第一温度输入信号，

5、-通过使用控制器并基于第一温度输入信号，根据循环泵的性能降额曲线控制循环泵的功率极限的同时继续运行循环泵。

6、“关键部件”优选地是指当关键部件暴露在高于临界温度的温度下时可能导致泵的故障的部件。该临界温度典型地由部件本身的供应商预先确定，或者已经作为泵的设计的一部分来确定。泵的故障可能是由于关键部件本身的故障造成的。临界温度的确定并不排除特定的关键部件即使在临界温度以上也可以继续正常工作。下面将给出关键部件的不同示例。

7、温度的升高典型地由环境温度升高或由泵泵送的介质的温度升高引起的。例如，当加热系统的罐被加满时，温度的升高可能发生，因为这典型地包括打开电加热器以确保罐中液体的期望温度。通过由为此目的专门设计和选择的温度传感器来测量温度，可以获得比通过基于从微处理器的传统温度传感器读取的数据来确定温度更高的测量精度，因为已经发现这些传感器对于本目的来说不够精确。

8、第一温度传感器可以是例如ntc传感器或ptc传感器。然而，保护范围包括适用于特定用途的任何类型的温度传感器的使用，例如在尺寸和精度方面。

9、在电子设备中，术语“降额”是指设备在低于其额定最大功率的情况下运行，典型地是为了延长其寿命或避免损坏或故障。典型的示例包括在最大额定功率或额定电流以下运行。在本说明书中，功率极限将被用作要控制的参数。然而，相应地，它可以是电流极限。

10、泵的降额选项使得可以根据最经常需要的功率来选择泵的尺寸。如果泵偶尔需要在其他条件(即没有降额，为了满足避免过热的安全要求而需要更大的泵)下运行，，则只要在此类条件下安全地降额，仍然可以使用所选的泵。

11、通过设计泵，使得其包括控制功率极限所需的部件，可以由制造商对整个泵进行测试和认证。这不同于基于例如在由泵泵送的介质中和/或在放置泵的环境中进行温度测量的替代解决方案。

12、第一温度传感器可以被布置在关键部件的顶部、下方、与关键部件集成或在关键部件的附近。第一温度传感器的实际位置将根据可用空间和所使用的传感器的实际类型来确定。通过将关键部件和第一温度传感器布置得彼此靠近，可以确保高精度。

13、第一温度传感器可以被布置在关键部件的附近并且连接到印刷电路板的电路。将关键部件和第一温度传感器都连接到泵的印刷电路板的优点在于，这种预组装单元可以在不同类型和尺寸的泵中实现，而不需要与泵的其他部件相互作用。因此，根据本发明的解决方案允许比为每个泵进行单独部件的安装时更有效的制造过程。

14、在本发明的一些实施例中，当关键部件的温度低于预定的临界温度时，循环泵被控制在额定功率水平pnom下运行，并且当关键部件的温度达到或超过临界温度时，循环泵以阶跃或连续的方式切换到恒定或基本上恒定的较低功率水平plow。一旦关键部件的温度降低到临界温度以下，控制器就可以控制泵切换回额定功率水平。“额定功率水平”在例如en16297-1标准中定义。然而，定义额定功率水平的其他明确定义的方式也可以结合本发明使用。

15、较低的功率水平可以被认为是第二额定功率水平，该第二额定功率水平已经由泵的制造商预先确定并且可能标记在泵上。当不是这种情况时，可以根据泵的降额曲线来确定，如下面结合附图所示。

16、在刚刚描述的本发明的一些实施例中，plow/pnom在0.65-0.95的范围内，比如在0.70-0.90的范围内，比如为0.83。将结合附图示出和描述这种实施例的示例。

17、额定功率水平和较低功率水平之间的切换可以在0.1至60秒内发生，比如0.1至20秒内，优选地在0.1至5秒内。该范围的上限由在没有损坏风险的情况下使泵在较低功率水平以上运行仍然安全的时间来确定。因此，该上限可能取决于实际的泵，并作为设计过程的一部分来确定。

18、第一温度传感器可以被布置在与关键部件距离20mm以内，比如与关键部件距离5mm以内。该距离通常分别由第一温度传感器和关键部件的两个相邻边缘之间的最小距离来确定。

19、关键部件可以选自以下部件：继电器、集成电路、变频器和电滤波器部件。这些部件被认为是在关于本发明的工作期间与监测其温度以确保被测试的泵类型的安全和良好运行最相关的部件。然而，保护范围还包括可能与监测其温度相关的其他类型的部件。此类部件的非详尽列表为：电机绕组、cm线圈、变阻器、y型电容、电阻器、光耦合器、微处理器、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、x型电容、二极管、保险丝、dc链路电容、控制器表面和触摸按钮上的箔。第一温度传感器的类型及其布置可以取决于关键部件的类型。例如，当关键部件是集成电路时，它可以包括内置温度传感器。

20、在如上所述的任何实施例中，印刷电路板可以布置在包括控制器的泵控制箱中。因此，关键部件以及可能还有第一温度传感器可以被布置在其更好地受到保护(例如防潮和防冲击)的位置，而不是如现有技术解决方案中那样被布置在泵中或泵送的介质中的其他位置的情况。

21、在本发明的一些实施例中，控制器集成在循环泵中。然而，保护范围也涵盖控制器是外部单元的实施例。例如，当控制器用于控制多个泵以及可能的其他元件时，可以使用后一种选择。

22、从第一温度传感器接收的第一温度输入信号可以是控制器在控制循环泵的功率极限时使用的关于温度的唯一信息。

23、替代地，循环泵可以进一步包括至少一个第二温度传感器，该第二温度传感器被布置和配置成向控制器提供包含关于关键部件的温度的信息的第二温度输入信号，以用于控制循环泵的功率极限。因此，此类第二温度传感器典型地将被布置在第一温度传感器的附近。第二温度输入信号可以用于监测来自第一温度传感器的输出信号。因此，它可以提供内置安全性，因为它可以例如连续地检查第一温度传感器是否遵循预定的预期运行。因此，如果第一温度传感器按预期停止工作，可以采取适当的行动。否则，将存在临界温度升高未被记录的风险，使得泵可能被损坏。

24、在上述任何实施例中，循环泵的功率极限可以进一步根据标准化的规范来控制。

25、在第二方面，本发明涉及一种通过使用根据本发明的第一方面的方法来控制循环泵的功率极限的系统。

26、这种系统包括循环泵，该循环泵包括：关键部件，该关键部件安装在循环泵的印刷电路板中；和第一温度传感器，该第一温度传感器被布置和配置成测量关键部件的温度。如上所述，通过使用第一温度传感器监测关键部件的温度。该系统被配置成使用来自第一温度传感器的输出信号作为控制器的第一温度输入信号。控制器可以集成在循环泵中。该控制器被配置成基于第一温度输入信号，根据循环泵的性能降额曲线控制循环泵的功率极限的同时继续运行循环泵。

27、在这种系统中，第一温度传感器可以被布置在关键部件的顶部、下方、与关键部件集成或在关键部件的附近。

28、第一温度传感器可以被布置在关键部件的附近并且连接到印刷电路板的电路。

29、在系统的一些实施例中，当关键部件的温度低于预定的临界温度时，循环泵被控制在额定功率水平pnom下运行，并且当关键部件的温度达到或超过临界温度tcr时，循环泵以阶跃或连续的方式切换到恒定或基本上恒定的较低功率水平plow。

30、plow/pnom在0.65-0.95的范围内，比如在0.70-0.90的范围内，比如为0.83。

31、额定功率水平和较低功率水平之间的切换可以在0.1至60秒内发生，比如0.1至20秒内，优选地在0.1至5秒内。

32、第一温度传感器可以被布置在与关键部件距离20mm以内，比如与关键部件距离5mm以内。

33、关键部件可以选自以下部件：继电器、集成电路、变频器和电滤波器部件。

34、印刷电路板可以布置在包括控制器的泵控制箱中。

35、从第一温度传感器接收的第一温度输入信号可以是控制器在控制循环泵的功率极限时使用的关于温度的唯一信息。

36、循环泵可以包括至少一个第二温度传感器，该第二温度传感器被布置和配置成向控制器提供包含关于关键部件的温度的信息的第二温度输入信号，以用于控制循环泵的功率极限。

37、在包括至少一个第二温度传感器的实施例中，第二温度输入信号可以用于监测来自第一温度传感器的输出信号。

38、本发明的第一方面和第二方面可以被组合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得清楚并得到阐述。