DE102020201507A1 - Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs der eine von einem drehzahlvariablen elektrischen Motor (110) angetriebene hydraulische Pumpe (120) und einen mit der hydraulischen Pumpe (120) verbundenen hydraulischen Verbraucher (130) mit einem positionierbaren Element umfasst, wobei eine Position des positionierbaren Elements des hydraulischen Verbrauchers (130) mittels eines Positionsreglers (220) über eine Drehzahl des elektrischen Motors (110) als Stellgröße geregelt wird, wobei ein an dem positionierbaren Element des hydraulischen Verbrauchers (130) anliegender Druck oder eine durch das positionierbare Element des hydraulischen Verbrauchers (130) ausgeübte Kraft mittels eines Druck- bzw. Kraftreglers (210) geregelt wird, und wobei eine vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors (110) mittels Vorgabe einer Spannung (U) und/oder einer Umlauffrequenz (f) eines Feldes eines Stators des elektrischen Motors (110) eingestellt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs mit einer Positionsregelung und einer Druck- bzw. Kraftregelung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
  • Stand der Technik
  • Bei einer elektrohydraulischen Achse handelt es sich um einen hydraulischen Antrieb mit einem Motor, einer hydraulischen Pumpe und einem hydraulischen Zylinder, bei dem eine elektrische bzw. elektronische Regelung bspw. der Position des Zylinders bzw. dessen Kolbens möglich ist. Solche elektrohydraulische Achsen werden beispielsweise für sog. Tiefziehpressen, Spritzgießmaschinen oder auch bei anderen Umformtechnikmaschinen verwendet.
  • Meist sind bei solchen elektrohydraulischen Achsen ablösende Kraft-Positions-Regelungen vorgesehen, d.h. es findet beispielsweise je nach Betriebspunkt eine Kraftregelung oder eine Positionsregelung statt. Anstelle einer Kraftregelung kann auch eine Druckregelung vorgesehen sein, welche aufgrund des Zusammenhangs zwischen Kraft und Druck über die Angriffsfläche des Drucks, beispielsweise in einem hydraulischen Zylinder, äquivalent sind.
  • Bei solchen Regelungen kann beispielsweise ein Ventil zur Volumenstromänderung der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder verwendet werden. Auch kann eine Regelung der Drehzahl des die Hydraulikpumpe antreibenden Motors erfolgen. Die Hydraulikpumpe kann insbesondere als Konstantpumpe mit festem Fördervolumen pro Arbeitsspiel ausgebildet sein.
  • Aus der EP 1 882 534 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer Zieheinrichtung bekannt, bei dem zur Kraftregelung ein Drehmoment eines elektrischen Motors als Antrieb für eine hydraulische Pumpe geregelt wird. Bei dieser Lösung ist jedoch nachteilig, dass man einen Betriebsartenwechsel benötigt, d.h. dass man zwischen Kraft- und Positionsregelung wechseln muss. Außerdem hat man bei der Kraftregelung über das Drehmoment beispielsweise keine Kontrolle mehr über die Position, weil der Positionsregler nicht aktiv ist. Daher kann es z.B. passieren, dass sich der Kolben der elektrohydraulischen Achse ungewollt weiterbewegt.
  • Aus der DE 10 2014 226 634 B4 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem eine Positionsregelung sowie eine Kraft- bzw. Druckregelung verwendet werden. Zudem wird dort als Stellgröße des Druck- bzw. Kraftreglers eine Drehzahlbegrenzung für den elektrischen Motor verwendet. Eine vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors wird dort mittels einer Stromregelung eingestellt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs, der eine von einem drehzahlvariablen elektrischen Motor bzw. einem elektrischen Antrieb angetriebene hydraulische Pumpe, insbesondere eine Konstantpumpe, und einen mit der hydraulischen Pumpe verbundenen hydraulischen Verbraucher mit einem positionierbaren Element umfasst. Dabei wird eine Position des positionierbaren Elements des hydraulischen Verbrauchers mittels eines Positionsreglers über eine Drehzahl des elektrischen Motors als Stellgröße geregelt, und ein an dem positionierbaren Element in dem hydraulischen Verbraucher anliegender Druck oder eine durch das positionierbare Element des hydraulischen Verbrauchers ausgeübte Kraft wird mittels eines Druck- bzw. Kraftreglers geregelt. Weiter wird bevorzugt als Stellgröße des Druck- bzw. Kraftreglers eine Drehzahlbegrenzung des elektrischen Motors ausgegeben, wobei die Drehzahlbegrenzung dann in einem Regelkreis des Positionsreglers verwendet wird, wie auch in der DE 10 2014 226 634 A1 schon beschrieben.
  • Die Drehzahl des elektrischen Motors als Stellgröße bei der Positionsregelung wirkt sich dabei über den Förderstrom eines verwendeten Hydraulikfluids beispielsweise auf eine Positioniergeschwindigkeit des positionierbaren Elements und somit auch auf die Position des positionierbaren Elements aus. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle auch nochmals erwähnt, dass eine Druckregelung und eine Kraftregelung bei einem hydraulischen Verbraucher äquivalent sind, da der Druck über eine Angriffsfläche mit der Kraft korreliert ist. Bei dem hydraulischen Verbraucher mit positionierbarem Element handelt es sich vorzugsweise um einen Hydraulikzylinder mit positionierbarem Kolben.
  • Dadurch, dass der Druck- bzw. Kraftregler durch eine Vorgabe einer Drehzahlgrenze in den Regelkreis des Positionsreglers eingreift, kann bei aktivem Druck- bzw. Kraftregler der Positionsregler weiterhin aktiv bleiben. Dies verhindert ein mögliches ungewolltes Weiterbewegen des positionierbaren Elements. Außerdem ist ein Betriebsartenwechsel zwischen Positions- und Druck- bzw. Kraftregelung nicht mehr nötig.
  • Es sind jedoch auch einfachere Reglerstrukturen im Rahmen der Erfindung denkbar, bei denen aus der Druckregelung bzw. Kraftregelung eine Drehzahl als Stellgröße für die weitere Regelstrecke oder Steuerstrecke vorgegeben wird.
  • Insgesamt kann gesagt werden, dass z.B. bei einem einfahrenden Zylinder eine Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Motors - in der Drehrichtung, die das Einfahren bewirkt - eine Erniedrigung der Stützkraft des Zylinders bzw. eine Erniedrigung des für die Stützkraft maßgeblichen Drucks im Zylinder bewirkt, während eine Erniedrigung der Drehzahl zu einem verstärkten Anstauen von Druckmittel und damit zu einer Erhöhung von Stützkraft bzw. Druck im Zylinder führt. Somit kann alleine durch das Stellen oder Begrenzen der Drehzahl eine wirksame Druck- bzw. Kraftregelung durchgeführt werden, ohne dass ein Drehmoment am elektrischen Motor eingestellt oder geregelt werden müsste.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird nun zudem eine vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors mittels Vorgabe einer Spannung (insbesondere deren Amplitude) und/oder einer Umlauffrequenz (bzw. Drehfeldfrequenz) eines Magnetfeldes eines Stators (also des Statorfeldes) des elektrischen Motors eingestellt, was typischerweise über einen Frequenzumrichter zur Ansteuerung des Elektromotors erfolgt. Hierbei kann auch von der sog. U-f-Steuerung gesprochen werden. Auf diese Weise ist dann keine Stromregelung nötig, insbesondere keine komplexe Regelung des momentenbildenden Stromes.
  • Die erwähnte Drehzahlbegrenzung kann dabei in einem Drehzahlregler (der dem Positionsregler unterlagert ist) zur Regelung der Drehzahl auf die vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors verwendet werden. Dort, d.h. in dem Drehzahlregler, kann auch ein zurückgeführter Ist-Wert der Drehzahl berücksichtigt werden. Die Drehzahlbegrenzung wird bevorzugt auf einer Regelstrecke des Drehzahlreglers berücksichtigt, d.h. es kann insbesondere ein sich aus Sollwert und Istwert der Drehzahl ergebender Regelfehler basierend auf der Drehzahlbegrenzung angepasst werden. Alternativ ist es auch bevorzugt, wenn durch die Drehzahlbegrenzung eine vom Positionsregler vorgegebene Soll-Drehzahl begrenzt wird. Je nach Situation kann dabei die eine oder die andere Variante schneller oder effektiver sein.
  • Vorteilhafterweise wird auch eine Feldstärke des Magnetfeldes des Stators des elektrischen Motors basierend auf einem Sollverlauf des Drucks oder der Kraft (je nach aktuell verwendeter Regelgröße) an eine zu erwartende Belastung des elektrischen Motors angepasst. Damit kann durch vorausschauende Beeinflussung ein effizienterer Betrieb erreicht werden.
  • Es ist auch von Vorteil, wenn ein zumindest näherungsweise konstanter Füllgrad des hydraulischen Verbrauchers oder Komponenten davon mit hydraulischem Medium bzw. mit Hydraulikflüssigkeit mittels einer Vorspannvorrichtung sichergestellt wird. Damit kann ein langfristiger Betrieb sichergestellt werden. Vorteilhafterweise umfasst der Druck- bzw. Kraftregler einen P-Regler, insbesondere mit schaltendem I-Anteil. Dabei handelt es sich um einen einfach zu realisierenden Regler, der dennoch zu einer stabilen Regelung führt. Es ist von Vorteil, wenn der Druck- bzw. Kraftregler weiterhin einen D-Anteil eines Ist-Wertes des Druckes bzw. der Kraft umfasst. Damit kann die Regelung auf den tatsächlichen Verlauf des Druckes bzw. der Kraft, insbesondere dessen bzw. deren Änderung reagieren.
  • Vorzugsweise wird eine in den Positionsregler zurückgeführte Ist-Position des positionierbaren Elements des hydraulischen Verbrauchers durch eine Positionserfassungseinrichtung ermittelt. Die Positionserfassungseinrichtung, beispielsweise ein Wegaufnehmer in Form eines Sensors, kann dazu an geeigneter Stelle am hydraulischen Verbraucher angeordnet werden, während die Signale des Sensors bspw. an eine Recheneinheit, in welcher die Regelung durchgeführt wird, übermittelt werden. Damit kann eine sehr einfache Möglichkeit zur Erfassung der Ist-Position bereitgestellt werden.
  • Vorteilhafterweise wird ein in den Druck- bzw. Kraftregler zurückgeführter Ist-Wert des Druckes oder der Kraft mittels eines Druck- bzw. Kraftmessers ermittelt. Auch ein solcher Druck- bzw. Kraftmesser kann an geeigneter Stelle am hydraulischen Verbrauchen angeordnet sein. Ein Druckmesser könnte dabei auch an anderer geeigneter Stelle im hydraulischen Kreis angeordnet sein. Damit kann eine sehr einfache Möglichkeit zur Erfassung des Drucks bzw. der Kraft bereitgestellt werden.
  • Alternativ wird ein in den Druckregler zurückgeführter Ist-Druck bzw. eine in den Kraftregler zurückgeführte Ist-Kraft mittels eines Beobachter- oder Streckenmodells ermittelt. Mit einem solchen Beobachter- oder Streckenmodell können der hydraulische Kreis inkl. hydraulischer Pumpe und hydraulischem Verbraucher rechnerisch abgebildet und die relevanten Ist-Größe rechnerisch ermittelt werden. Ein Druck- bzw. Kraftmesser ist somit nicht mehr nötig.
  • Es ist von Vorteil, wenn der hydraulische Antrieb für eine elektrohydraulische Achse verwendet wird. Eine solche elektrohydraulische Achse kann dann beispielsweise für Tiefziehpressen, insbesondere Ziehkissen von Tiefziehpressen, Spritzgießmaschinen oder andere Umformtechnikmaschinen verwendet werden. Gerade in diesem Bereich sind genaue Positions- und Druck- bzw. Kraftregelungen nötig. Eine Ziehkraft kann auf diese Weise sehr präzise geregelt werden. Weiterhin kann der hydraulische Antrieb für ein Oberwerkzeug einer Presse Verwendung finden, um bspw. die Presskraft über den Verfahrweg der Presse genau zu regeln bzw. zu begrenzen. Es ist auch möglich, bei einer Tiefziehpresse das Ziehkissen lediglich anhand einer Zeit-/Weg-Kurve zu verfahren und die Ziehkraft am Oberwerkzeug (also dem Stempel) mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens einzustellen.
  • Weitere bevorzugte Anwendungen sind hydraulische bzw. elektro-hydraulische Achsen in Biegemaschinen, Ballenpressen, Schrottpressen, Schmiedepressen, Feinschneidpressen, Faserverbundpressen, Walzwerke, Hüttenwerke, Spritzgießmaschinen, Blasformmaschinen, Druckgießmaschinen, Bearbeitungszentren, Prüfmaschinen, Simulatoren, Wellenkompensatoren, Servopressen, Rohr- und Drahtbiegemaschinen, Abkantpressen, Stanz- und Nibbelmaschinen, Stanz- und Umformautomaten, Saugertransfer- und Compactsaugerpressen, Reifenpressen, Reifenaufbaumaschinen, Vulkanisierpressen, Transfer- und Stufenpressen, Strangpressen, Biegezentren, Pulvermetallpressen.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät einer elektrohydraulischen Achse, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen hydraulischen Antrieb, der sich zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.
    • 2 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine Regelung bei einem hydraulischen Antrieb nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.
    • 3 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine Drehzahlregelung für einen hydraulischen Antrieb nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.
    • 4 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine Kraftregelung für einen hydraulischen Antrieb nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform .
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • In 1 ist schematisch ein hydraulischer Antrieb 100 dargestellt, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Der hydraulische Antrieb 100 weist vorliegend einen drehzahlvariablen elektrischen Motor bzw. Antrieb 110 mit Stator 111 und Rotor 112 auf, der über eine Kupplung 115 mit einer hydraulischen Pumpe 120 verbunden ist. Bei der hydraulischen Pumpe 120 handelt es sich um eine als Konstantpumpe ausgeführte Axialkolbenpumpe mit festem Fördervolumen pro Arbeitsspiel. Die hydraulische Pumpe 120 kann mittels des elektrischen Motors 110 drehzahlvariabel angetrieben werden.
  • Weiterhin ist die hydraulische Pumpe 120 mit einem hydraulischen Verbraucher 130 mit positionierbarem Element verbunden. Der hydraulische Verbraucher 130 ist vorliegend als Zylinder mit Kolben als positionierbares Element ausgebildet, wobei der Kolben beispielsweise an beiden Enden eine Kolbenstange aufweist. Die hydraulische Pumpe 120 ist an beiden Enden mit dem Zylinder verbunden, sodass eine Bewegung des Kolbens in beide Richtungen -je nach Drehrichtung der hydraulischen Pumpe 120 - möglich ist. Über eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 150 sowie einen Frequenzumrichter 250 kann der elektrische Motor angesteuert werden. Dabei werden, auch unter Berücksichtigung eines Sollwerts psoll des Drucks, eine Spannung bzw. Spannungsamplitude U sowie eine Umlauffrequenz f eines Magnetfeldes des Stators zur Ansteuerung vorgegeben. Die hydraulische Anordnung 100 kann somit als elektrohydraulische Achse verwendet werden.
  • Weiterhin sind Druckmesser 131 und 131', eine als Wegaufnehmer 132 ausgebildete Positionserfassungseinrichtung sowie ein Kraftmesser 133 vorgesehen, mit denen aktuelle Ist-Werte für den Druck bzw. Differenzdruck p im Zylinder, für die Position des Kolbens sowie für die durch den Kolben ausgeübte Kraft erfasst und an die Recheneinheit 150 übermittelt werden können. Druckmesser 131, 131' und Kraftmesser 133 müssen nicht zwingend gleichzeitig vorgesehen sein, je nach gewünschter Regelung können auch nur die Druckmesser, ggf. auch nur einer davon, oder der Kraftmesser ausreichend sein.
  • In 2 ist in einem Blockdiagramm schematisch eine Regelung bei einem hydraulischen Antrieb, wie beispielsweise dem in 1 gezeigten hydraulischen Antrieb 100, nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Dabei sind ein Kraftregler 210 und ein Positionsregler 220 vorgesehen. Anstelle des Kraftreglers kann, wie schon erwähnt, auch ein Druckregler (wie z.B. in 1 angedeutet) verwendet werden.
  • Der Kraftregler 210 erhält als Eingangsgröße zunächst eine Soll-Kraft Fsoll , woraus eine Stellgröße ermittelt wird, die in Schritt 211 ggf. noch angepasst wird. Als Stellgröße wird hier eine Drehzahlbegrenzung nlim verwendet. Die Drehzahlbegrenzung nlim kann dabei für beide Drehrichtungen des elektrischen Motors 110 gelten. Der Kraftregler 210 kann dabei als PI-Regler mit schaltendem I-Anteil ausgebildet sein.
  • Der Positionsregler 220, vorliegend ebenfalls als Pl-Regler mit schaltendem I-Anteil ausgeführt, erhält als Eingangsgröße eine Soll-Position xsoll , woraus eine Stellgröße ermittelt wird. Die Stellgröße wird in Schritt 221 angepasst. So wird beispielsweise eine Soll-Verfahrgeschwindigkeit des Verbrauchers 130 zum Erreichen einer bestimmten Position vorgegebenen, die in Schritt 221 dann in eine entsprechende Soll-Drehzahl nsoll des elektrischen Motors 130 umgerechnet wird.
  • In einem Drehzahlregler 230 werden die Werte von Kraftregler 210 und Positionsregler 220, also Drehzahlbegrenzung nlim und Soll-Drehzahl nsoll zusammengeführt. Bei dem Drehzahlregler 230 kann es sich um einen PI-Regler handeln. Da die Drehzahlbegrenzung lediglich Maximalwerte für die Drehzahl, welche anhand der Soll-Drehzahl nsoll vorgegeben wird, darstellt, muss nicht zwischen beiden Regelungen gewechselt werden. Die Positionsregelung kann trotz aktiver Kraftregelung weiterhin aktiv sein. Für eine detailliertere Darstellung des Drehzahlreglers 230 sei auf 3 verwiesen.
  • Vom Drehzahlregler 230 wird nun eine Drehzahl an eine Motorsteuerung oder ggf. Motorregelung 240 übergeben, die über einen Frequenzumrichter 250 den elektrischen Motor 110 entsprechend der vorgegebenen Drehzahl ansteuert. Von der vom elektrischen Motor 110 über die Kupplung 115 angetriebenen hydraulischen Pumpe 120 wird somit ein Förderström Q eines Hydraulikfluids in den hydraulischen Verbraucher 130 eingestellt.
  • Am hydraulischen Verbraucher 130 mittels des Kraftmessers 133 bzw. des Wegaufnehmers 132 erfasste Ist-Werte Fist für die Kraft und xist für die Position werden an den jeweiligen Regler 210 bzw. 220 zurückgeführt. Daneben wird auch eine Ist-Drehzahl nist des elektrischen Motors 110 in den Regelkreis zurückgeführt.
  • In 3 ist in einem Blockdiagramm schematisch eine Drehzahlregelung sowie Motorsteuerung, wie sie mit dem Drehzahlregler 230 bzw. der Motorsteuerung 240 in 2 erfolgt, detaillierter dargestellt. In einem Schritt 310 werden die Soll-Drehzahl nsoll und die Drehzahlbegrenzung nlim zusammengeführt, d.h. die Soll-Drehzahl nsoll wird durchgereicht, solange sie kleiner als nlim ist, ansonsten wird sie auf nlim beschränkt.
  • Als nächstes wird die Ist-Drehzahl nist des elektrischen Motors 110 von der Soll-Drehzahl abgezogen, um eine Regelabweichung zu bilden, welche dann einem Pl-Regler 320 zugeführt wird. In der Motorsteuerung 240 werden dann eine Spannung U sowie eine Umlauffrequenz f eines Magnetfeldes eines Stators des elektrischen Motors zur Ansteuerung des elektrischen Motors 110 ermittelt bzw. vorgegeben, und insbesondere dem Frequenzumrichter, wie in 2 gezeigt, zugeführt.
  • In 4 ist in einem Blockdiagramm schematisch eine Kraftregelung, wie sie mit dem Kraftregler 210 in 2 erfolgt, detaillierter dargestellt. Ein Kraft-Sollwert Fsoll wird zunächst einem PT1-Glied 410 zugeführt, um Sollwertsprünge zu dämpfen, anschließend wird ein Ist-Wert Fist der Kraft abgezogen, um eine Regelabweichung zu bilden, welche einem P-Regler 420 zugeführt wird. Nach einer Begrenzung 430 wird die Stellgröße nlim vom Kraftregler ausgegeben.
  • Der Ist-Wert Fist für die Kraft kann dabei direkt über den Kraftmesser 133 ermittelt werden. Allerdings ist auch eine Ermittlung ohne Sensor möglich, beispielsweise über ein entsprechendes Beobachter- oder Streckenmodell. Wenn anstatt des Kraftreglers ein Druckregler verwendet wird, muss anstatt des Ist-Werts der Kraft ein Ist-Wert für den Druck ermittelt werden. Dazu kann beispielsweise der Druckmesser 131 verwendet werden (vgl. hierzu auch 1).
  • Außerdem sind noch ein D-Anteil 440 für den Istwert Fist , der einem P-Regler 450 zugeführt wird, mit einem schaltenden I-Anteil 470 verrechnet und einer Begrenzung 460 zugeführt wird, gezeigt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1882534 A1 [0005]
    • DE 102014226634 B4 [0006]
    • DE 102014226634 A1 [0008]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs (100), der eine von einem drehzahlvariablen elektrischen Motor (110) angetriebene hydraulische Pumpe (120) und einen mit der hydraulischen Pumpe (120) verbundenen hydraulischen Verbraucher (130) mit einem positionierbaren Element umfasst, wobei eine Position des positionierbaren Elements des hydraulischen Verbrauchers (130) mittels eines Positionsreglers (220) über eine Drehzahl des elektrischen Motors (110) als Stellgröße geregelt wird, wobei ein an dem positionierbaren Element des hydraulischen Verbrauchers (130) anliegender Druck oder eine durch das positionierbare Element des hydraulischen Verbrauchers (130) ausgeübte Kraft mittels eines Druck- bzw. Kraftreglers (210) geregelt wird, und wobei eine vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors (110) mittels Vorgabe einer Spannung (U) und/oder einer Umlauffrequenz (f) eines Magnetfeldes eines Stators (111) des elektrischen Motors (110) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Feldstärke des Magnetfeldes des Stators des elektrischen Motors (110) basierend auf einem Sollverlauf des Drucks oder der Kraft an eine zu erwartende Belastung des elektrischen Motors angepasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein zumindest näherungsweise konstanter Füllgrad des hydraulischen Verbrauchers (130) oder Komponenten davon mit hydraulischem Medium mittels einer Vorspannvorrichtung sichergestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Stellgröße des Druck- bzw. Kraftreglers (210) die vorgegebene Drehzahl ausgegeben wird und wobei die vorgegebene Drehzahl am elektrischen Motors (110) eingestellt wird, wobei insbesondere ein Drehzahlregler (230) zur Regelung der Drehzahl des elektrischen Motors (110) auf die vorgegebene Drehzahl verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei in dem Drehzahlregler (230) ein zurückgeführter Ist-Wert (nist) der Drehzahl berücksichtigt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Stellgröße des Druck- bzw. Kraftreglers (210) eine Drehzahlbegrenzung (nIm) des elektrischen Motors (110) ausgegeben wird, die in einem Regelkreis des Positionsreglers (220) verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Drehzahlbegrenzung (nIm) in einem Drehzahlregler (230) zur Regelung der Drehzahl auf die vorgegebene Drehzahl des elektrischen Motors (110) verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in dem Drehzahlregler (230) ein zurückgeführter Ist-Wert (nist) der Drehzahl berücksichtigt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Drehzahlbegrenzung (nIm) auf einer Regelstrecke des Drehzahlreglers (230) berücksichtigt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei durch die Drehzahlbegrenzung (nlim) eine vom Positionsregler (220) vorgegebene Soll-Drehzahl (nsoll) begrenzt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als hydraulische Pumpe (120) eine Konstantpumpe verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der hydraulische Antrieb (100) für eine elektrohydraulische Achse verwendet wird.
  13. Recheneinheit (150), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  14. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (150) veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (150) ausgeführt wird.
  15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.
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