150年來(lái)，創(chuàng)新精神一直是威樂(lè)走向成功的源泉，客戶(hù)滿(mǎn)意更是我們最寶貴的財(cái)富。為滿(mǎn)足廣大客戶(hù)的需求，威樂(lè)始終以可靠、高效、舒適和環(huán)保為基本原則精進(jìn)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，威樂(lè)的產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)均在全球樹(shù)立了標(biāo)桿。

　　為此推出《因熱愛(ài)而堅(jiān)守，在傳承中創(chuàng)新》系列文章，向大家揭秘150余年來(lái)威樂(lè)集團(tuán)關(guān)于創(chuàng)新的故事。

　　電子/控制

　　（1980-1995）

　　上一篇講到，1957-1979年威樂(lè)成功研發(fā)了旁通閥及多級(jí)開(kāi)關(guān)（戳藍(lán)字回顧），為了打造高能效水泵，下一步的關(guān)鍵是改進(jìn)電子調(diào)速。

　　20世紀(jì)70年代末，隨著速度級(jí)數(shù)的增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速的機(jī)械和電子切換已顯現(xiàn)出局限性。為了解決這一問(wèn)題，1982年，面向三相濕轉(zhuǎn)子電機(jī)的控制系統(tǒng)面世，成為首個(gè)旨在研發(fā)電子多速開(kāi)關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新，并命名為“AS-System”。在這一控制系統(tǒng)中，向變速控制的發(fā)展邁出了第一步，通過(guò)相位角的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了220伏和380伏交流電（50赫茲）的快速切換。這就是所謂的相位角控制，最初只在配備三相濕轉(zhuǎn)子電機(jī)、輸出功率低于1.5千瓦的AS08電子開(kāi)關(guān)設(shè)備上使用。

*在短短幾年內(nèi)，威樂(lè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一代又一代更為精密的開(kāi)關(guān)設(shè)備，從最初的簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)功能發(fā)展到支持兩級(jí)至四級(jí)速率的調(diào)節(jié)（從左到右）。

　　由于效率更高、操作更簡(jiǎn)便，“分相和無(wú)級(jí)”調(diào)速在循環(huán)泵的功率調(diào)節(jié)方面愈發(fā)受到市場(chǎng)青睞，尤其是在中低功率產(chǎn)品中。這是一種具有高度靈活性的多樣化操作方式。通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可以迅速影響流量、揚(yáng)程和功率等性能參數(shù)。

　　下面展示了相關(guān)的物理關(guān)系：

　　威樂(lè)首臺(tái)用于三相濕轉(zhuǎn)子電機(jī)的電子變速控制系統(tǒng)采用微處理器控制。新技術(shù)使轉(zhuǎn)速降低了30%至40%。

　　上述這些例子說(shuō)明了變速控制的高能效潛力。

　　水泵的液壓輸出由三個(gè)部分組成：泵的水力部件（葉輪和泵殼）、電動(dòng)機(jī)和電子裝置。這三個(gè)組件各自具有一定的能效，而總能效則是三個(gè)單獨(dú)能效的乘積。

　　所述性能指的是液壓輸出(Q x H)，即泵的輸出。如果將泵的速度減半，即僅以50%的速度運(yùn)行：

　　流量降至50%

　　輸送揚(yáng)程減至25%，即四分之一

　　液壓輸出功率降至12.5%，因此整整降低了八倍

　　不過(guò)，水泵的能效只是威樂(lè)一直關(guān)注的優(yōu)化方面之一。自創(chuàng)立以來(lái)，質(zhì)量意識(shí)一直是公司的重中之重。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，從創(chuàng)立伊始，開(kāi)拓性的解決方案和相應(yīng)時(shí)代的領(lǐng)先技術(shù)始終是公司發(fā)展理念中不可或缺的組成部分。

　　Wilo-Star-E

　　20世紀(jì)80年代初電子多速開(kāi)關(guān)的發(fā)展和AS控制系統(tǒng)的引入代表著邁向電子時(shí)代的第一步。然而，這種電子開(kāi)關(guān)設(shè)備的缺點(diǎn)之一是電子控制裝置安裝在外部配電箱內(nèi)，這導(dǎo)致安裝和試運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外費(fèi)用，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)設(shè)備、傳感器需要與水泵通過(guò)接線(xiàn)連接在一起。而且，布線(xiàn)過(guò)程中會(huì)存在出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。所以，當(dāng)時(shí)威樂(lè)的研發(fā)人員積極尋求一種解決方案，以將電子控制裝置集成在泵中，而無(wú)需額外接線(xiàn)。

　　在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必須克服多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)：

　　電子裝置必須小到能夠放入水泵外殼內(nèi)。由于這樣的電子裝置無(wú)法直接安裝到泵上，威樂(lè)最初僅專(zhuān)注于生產(chǎn)功率更小的水泵。到20世紀(jì)80年代中期，電子裝置的小型化進(jìn)展迅速，可以將控制和電力電子裝置集成在水泵外殼內(nèi)

　　電子裝置不得產(chǎn)生額外的噪音。從AS08電子開(kāi)關(guān)設(shè)備獲得的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，所采用的相位控制不能完全無(wú)噪音地工作。在某些設(shè)備中，嗡嗡聲可能會(huì)傳遍整個(gè)建筑。因此，威樂(lè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要找到一個(gè)盡可能無(wú)噪音的解決方案

　　為了能夠合理控制水泵，必須了解水泵的液壓大小、壓差和/或流量情況。如果想把水泵的壓差調(diào)節(jié)至目標(biāo)值，就必須知道壓差。這就像開(kāi)車(chē)一樣。如果想在城市中以50公里/小時(shí)的速度行駛，就需要知道車(chē)輛當(dāng)前的速度，以便判斷駕駛速度是過(guò)快還是過(guò)慢。在A(yíng)S08開(kāi)關(guān)設(shè)備中，這一任務(wù)是通過(guò)外部壓差傳感器來(lái)完成的，但是這種傳感器價(jià)格昂貴，而且需要現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)

　　經(jīng)過(guò)深入的研究并克服最終的困難后，威樂(lè)在1987年成功開(kāi)發(fā)出一款可無(wú)級(jí)變速的全電子控制水泵。1988年，全球首臺(tái)電子控制的循環(huán)增壓泵Wilo-Star-E面世。由于采用電子控制，這一泵技術(shù)方面的創(chuàng)新不僅提升了便利性，還實(shí)現(xiàn)了高達(dá)50%的能源節(jié)省。

*在這一時(shí)期，威樂(lè)出品的水泵系列名稱(chēng)位于公司名稱(chēng)之前，例如Star-Wilo

　　伴隨著電子控制技術(shù)的不斷精進(jìn)，威樂(lè)向市場(chǎng)推出具有不同電機(jī)功率輸出的全系列水泵產(chǎn)品。

Wilo-TOP-S和TOP-E

　　在成功推出Wilo-Star-E之后，威樂(lè)的重點(diǎn)迅速轉(zhuǎn)向了該產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)。Wilo-Star-E是一款輸出功率相對(duì)較低的電子控制型水泵，專(zhuān)為獨(dú)戶(hù)和雙戶(hù)住宅而設(shè)計(jì)。威樂(lè)的目標(biāo)是擴(kuò)大該泵的性能范圍，使其滿(mǎn)足多戶(hù)住宅、辦公樓、高校、中小學(xué)或醫(yī)院的需求。

　　隨著自主電機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)制造的開(kāi)始，靈活的模塊化和電機(jī)概念的基礎(chǔ)得以確立。隨著威樂(lè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)電機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的積累，工程技術(shù)人員對(duì)電機(jī)的物理和技術(shù)細(xì)節(jié)有了深入的了解，這為威樂(lè)開(kāi)發(fā)電子控制型水泵打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　依托模塊化的設(shè)計(jì)理念，威樂(lè)成功開(kāi)發(fā)出電機(jī)輸出功率從100瓦到1500瓦的多款水泵產(chǎn)品，其中包括Wilo-TOP-S和TOP-E。

　　電子裝置

　　威樂(lè)針對(duì)模塊化概念設(shè)計(jì)了用于連接電機(jī)的插入式接口。此外，威樂(lè)還首次在Wilo-TOP-S上配備了顯示屏。這一創(chuàng)新模塊可以直接插入水泵的模塊中，用于顯示W(wǎng)ilo-TOP-S的運(yùn)行和診斷信息。

　　相比之下，輸出功率500瓦及以上的Wilo-TOP-E系列的電子控制需要全新的高性能電子技術(shù)。為此，威樂(lè)開(kāi)發(fā)了一種與之適配的變頻器。在開(kāi)發(fā)高性能電子裝置模塊的過(guò)程中，內(nèi)部熱量的大幅增加也構(gòu)成了一大挑戰(zhàn)。因此，威樂(lè)從一開(kāi)始就設(shè)計(jì)了主動(dòng)和被動(dòng)冷卻方案來(lái)防止電子裝置過(guò)熱。

*Wilo-TOP-E：適合輸出功率500瓦及以上的水泵及電子裝置和暖氣裝置

　　在后續(xù)的發(fā)展中，電子控制型水泵開(kāi)始朝著通信技術(shù)的方向推進(jìn)。這些泵越來(lái)越多地配備了豐富的通信和診斷功能，得以連接各種通信和監(jiān)控設(shè)備。

　　在此期間，樓宇服務(wù)領(lǐng)域已經(jīng)確立了多種通信標(biāo)準(zhǔn)，為此威樂(lè)的工作轉(zhuǎn)而尋求一種解決方案，以期盡可能多的此類(lèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。Wilo-TOP-E和IP-E系列中的IF模塊（接口模塊）解決了這一問(wèn)題。

　　診斷功能方面，90年代中期推出的Wilo-TOP-E 25已經(jīng)做到能夠檢測(cè)并顯示各種警告和錯(cuò)誤條件。

　　Wilo-TOP-E系列的設(shè)計(jì)匯集了多種卓越的創(chuàng)新型解決方案：

　　首個(gè)帶顯示屏和單鍵操作的創(chuàng)新理念：“旋轉(zhuǎn)然后按下”顯示屏和轉(zhuǎn)子按鈕

　　紅外監(jiān)視器，可以在幾米外對(duì)泵進(jìn)行操作和診斷。這對(duì)于難以接近的水泵而言是一大優(yōu)勢(shì)。而且，紅外監(jiān)視器上可顯示的信息遠(yuǎn)超水泵本身的（有限的）顯示內(nèi)容IR監(jiān)視器

　　引入如上所述的接口模塊IF模塊

　　自20世紀(jì)80年代以來(lái)，威樂(lè)在電子領(lǐng)域的發(fā)展迅猛。從首個(gè)電子控制多速開(kāi)關(guān)到全球首款全電子加熱循環(huán)泵Wilo-Star-E，公司持續(xù)改進(jìn)了各種泵及其部件，提高了電子部門(mén)的產(chǎn)品品質(zhì)和效率。

　　與此同時(shí)，威樂(lè)的全球布局也在不斷拓展。繼最初在比利時(shí)、荷蘭、希臘、瑞士和愛(ài)爾蘭設(shè)立子公司和關(guān)聯(lián)公司之后，1980年后，奧地利、法國(guó)、意大利、英國(guó)和瑞典也相繼加入。

*1997年，豐富多樣的高壓離心泵產(chǎn)品組合亮相法蘭克福ISH展會(huì)

　　冷水泵系統(tǒng)技術(shù)中心

　　1995年，威樂(lè)在德國(guó)奧舍斯萊本(Oschersleben)開(kāi)設(shè)了一家配備先進(jìn)技術(shù)的新工廠(chǎng)。該工廠(chǎng)由自主管理工作小組負(fù)責(zé)生產(chǎn)，采用創(chuàng)新的工作方法，并可根據(jù)需求靈活安排工作時(shí)間。此外，生產(chǎn)大樓還可根據(jù)不同用途進(jìn)行改造。

　　奧舍斯萊本工廠(chǎng)后經(jīng)擴(kuò)建成為冷水泵系統(tǒng)技術(shù)中心。其產(chǎn)品范圍包括開(kāi)關(guān)設(shè)備、雨水利用系統(tǒng)、消防系統(tǒng)，以及用于建筑、水廠(chǎng)、工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域飲用水供應(yīng)的增壓系統(tǒng)。

　　Wilo-EMU TRE

　　隨著二十世紀(jì)八九十年代對(duì)水務(wù)和污水管理方面資源節(jié)約型可持續(xù)解決方案需求的日益增長(zhǎng)，威樂(lè)再次看到了在另一領(lǐng)域以可持續(xù)理念和可靠的專(zhuān)業(yè)能力脫穎而出的機(jī)會(huì)。

　　威樂(lè)隨之開(kāi)發(fā)了多款用于污水處理的泵和設(shè)備，例如TP泵系列。1995年，第一臺(tái)三葉片低速運(yùn)行的潛水式攪拌器Wilo-EMU TRE問(wèn)世。

　　在污水的生化處理過(guò)程中，潛水式攪拌器的任務(wù)是為微生物反應(yīng)活動(dòng)提供最佳性能支持。Wilo-EMU TRE低速攪拌器確保了生化池中保持必要的恒定水流，使污水污泥持續(xù)流動(dòng)，防止池底形成沉積物。曝氣是維持生物處理過(guò)程的必要條件，氣流在其中起到屏障作用。即使在不利的進(jìn)水條件下，曝氣與攪拌過(guò)程的良好配合也能確保污水污泥均勻分布在污水收集池中。

　　*2003年，威樂(lè)收購(gòu)了位于霍夫的EMU Unterwasser- pumpen GmbH和位于羅特的EMU Anlagenbau GmbH，擴(kuò)大了威樂(lè)在水處理技術(shù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)范圍，并有效拓展了水泵產(chǎn)品線(xiàn)而進(jìn)軍供水和污水處理領(lǐng)域。

　　在這些特殊設(shè)備中，通過(guò)使用高效的異步電動(dòng)機(jī)、極為高效的齒輪和均衡的水力部件，可以將每立方米污泥在池中移動(dòng)所需的能量降至最低。為此，最優(yōu)的尺寸設(shè)計(jì)至關(guān)重要。威樂(lè)引入了尺寸設(shè)計(jì)軟件，用于計(jì)算池中各攪拌器的最佳數(shù)量和位置，以及其他重要功能。

　　由于攪拌器處于持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，因此將維護(hù)需求降至最低并延長(zhǎng)使用壽命是關(guān)鍵。為此，我們確定了以下幾種技術(shù)解決方案：

　　電動(dòng)機(jī)和齒輪箱外殼采由鑄鐵制成，表面覆蓋獲專(zhuān)利的特殊Ceram涂層，以抑制潛水式攪拌器與水的持續(xù)接觸所導(dǎo)致的腐蝕

　　槳片的幾何設(shè)計(jì)既能節(jié)約能源，也能防止阻塞

　　通過(guò)有針對(duì)性地開(kāi)關(guān)攪拌器，也能有效防止堵塞

　　攪拌器還可配備不銹鋼下降裝置，方便在維護(hù)時(shí)快速升降