DE4036134A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der temperatur von widerstaenden - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der temperatur von widerstaenden

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DE4036134A1
DE4036134A1 DE4036134A DE4036134A DE4036134A1 DE 4036134 A1 DE4036134 A1 DE 4036134A1 DE 4036134 A DE4036134 A DE 4036134A DE 4036134 A DE4036134 A DE 4036134A DE 4036134 A1 DE4036134 A1 DE 4036134A1
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DE4036134A
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William E Schmitz
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Bombardier Transportation Holdings USA Inc
Original Assignee
AEG Westinghouse Transportation Systems Inc
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    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Überwachung der Temperatur von einem oder mehreren Widerständen in einem Stromregler, insbesondere in einem Stromregler für ein elektrisches Antriebssystem.
Große Elektromotor-Systeme verwenden oft Widerstandsnetze zur Regelung des Motorstroms während Beschleunigungs- und Bremsfolgen der Motoren. Regelsysteme, die solche Wider­ standsnetze in Verbindung mit elektrischen Antriebsmotoren für Transportfahrzeuge verwenden werden in z. B. in den US Patentschriften 32 18 537; 44 58 185 und 46 97 124 beschrieben. In diesen Antriebssystemen werden Wider­ standsnetze in Reihe und/oder paralell mit den Antriebs­ motoren selectiv verändert, um den Strom zu den Motoren während der Beschleunigung und der Verzögerung der Fahrzeuge zu regeln. In solchen Antriebssystemen verwendete Elektro­ motoren sind groß und kraftvoll und benötigen entsprechend große elektrische Ströme, die durch die Beschleunigungs- und Bremswiderstandsnetze fließen, wenn die Widerstandsregelung eingesetzt wird. Wegen der Eigenart dieser Regelsysteme werden die Widerstandsnetze großen Strömen nur während einer relativ kurzen Zeitspanne während Beschleunigungs- und Bremsvorgängen ausgesetzt. Die großen Ströme durch die Widerstandsnetze erzeugen starke Wärme. Die Widerstandsnetze sind so aufgebaut, daß sie solche Wärme aushalten, die während einer Vielzahl von normalen Betriebsumständen erzeugt wird. Die geplante Be­ triebstemperatur eines jeden Widerstandes ist allgemein etwa 450 Grad Celsius und die Schmelztemperatur der Widerstände in bekannten Systemen etwa 1400 Grad Celsius. Trotzdem kommen anormale Funktion und Notlagen vor, wie z. B. das Befahren einer langen Steigung oder das Abschleppen von defekten Fahrzeugen. So wird übermäßige Hitze erzeugt die Zerstörung von einem oder mehreren Widerstandsnetzen bewirken kann.
Deshalb ist es wünschenswert ein Überwachungssystem für die Temperatur der Widerstandsnetze einzusetzen, um eine Über­ hitzung und Zerstörung der Widerstände zu verhindern.
Theoretisch ist es möglich, die tatsächliche Temperatur der Widerstandsnetze zu messen mit Instrumenten wie z. B. Thermoelementen, die jedem Widerstandsnetz beigeordnet sind. Die Verwendung von Thermoelementen ist problematisch wegen der großen Spannungen über den Widerstandsnetzen. Weiterhin wird die Verwendung von Thermoelementen zur Temperaturüberwachung der Widerstandsnetze, die etwa 20 verschiedene Bereiche umfassen, sehr schnell überaus teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher die Wider­ standstemperaturen in einem Stromregler zu überwachen ohne die Verwendung von äußeren Temperaturmeßeinrichtungen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Temperatur von Leistungs- und Bremswiderstandsnetzen eines Widerstandreglers für ein elektrisches Antriebssystem anzugeben. Schließlich ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben zur automatischen und andauernden Überwachung der Temperatur von Widerstandsnetzen in einem elektrischen Antriebsregelsystem und zum Erzeugen eines Signales, das verwendet werden kann zum automatischen Hemmen des Antriebssystems und/oder zur Warnung des Bedienungs­ personals vor einer Überhitzung.
Die vorstehenden Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Einrichtung nach Anspruch 1,11 oder 15 und/oder ein Verfahren nach Anspruch 6 oder 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt in einem Blockdiagramm die Grundzüge des erfindungsgemäßen Widerstandstemperaturüberwachungssystems. Eine Recheneinrichtung (10), vorzugsweise ein Microprozessor, stellt fest, welche Abschnitte der Widerstandsnetze Strom zu den Antriebsmotoren führen, wie schematisch durch Block 12 dargestellt wird. Block 14 stellt die Meßeinrichtungen der Ströme dar, die durch die verschiedenen Abschnitte der Widerstandsnetze fließen. Die Tabelle 16 enthält die Gewichte und Widerstandswerte eines jeden Widerstandsnetzabschnittes in der Widerstandsregeleinrichtung. Die Tabelle 18 enthält empirisch erhaltene Abkühlgeschwindigkeiten als Funktionen der Temperatur. Tabelle 20 enthält empirisch erhaltene modifizierte spezifische Wärmewerte für die Widerstandsnetz­ abschnitte als Funktion der Temperatur. Speicher 22 enthält die vom Microprozessor 10 errechneten Werte für jeden einzelnen Abschnitt. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung zur Temperaturüberwachung in einer Vielzahl von verschiedenen Fällen anwendbar sind, wo Leistungswiderstände anfällig für Überhitzung sind, wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem Widerstandsregler beschrieben, der Bremswiderstandsnetze während des Betriebes eines elektrische Antriebsystem, wie in den oben zitierten Patentschriften benutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung sind anwendbar für jedwedes elektrische Antriebssystem. Vorzugsweise wird es verwendet in einem Mikroprozessorgeregelten Antriebssystem wie z. B. das Westinghouse Elektrische Nocken-System, das zum Beispiel in der US-Patentschrift 44 58 185 beschrieben wird, da dann keine zusätzliche Hardware benötigt wird. Jede Information zur Ausführung der Erfindung ist aus dem vorgenannten System erhältlich. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung benutzen eine Voraussagemethode, die auf einer Gleichung aufgebaut ist, die die vorausgesagte Temperatur jedes einzelnen Widerstandsnetzabschnittes der Leistungs- und Bremswiderstandsnetze der Widerstandsregel­ einrichtung vorhersagt. Erfindungsgemäß wird die Temperatur automatisch und periodisch nach einem bestimmten Zeitablauf neu vorhergesagt. Dazu wird mit dem letzten vorhergesagten Temperaturwert zu Beginn eines Zeitabschnitts eine Rechenoperation ausgeführt, die die Temperatur zu Ende des Zeitabschnittes vorhersagt. Die Zeitabschnittdauer kann z. B. 0,25 Sekunden betragen. Die Gleichung zur erfindungsgemäßen Vorhersage lautet folgendermaßen:
Tn = To - Rc * DT + Rh * DT,
wobei
Tn=die neue vorhergesagte Temperatur (Grad C)
To=der existierende Wert für die Temperatur (Grad C) der entweder einen anfänglich in das System eingegebenen geschätzten Wert darstellt oder den Wert der vorhergesagten Temperatur im vorhergehenden Zeitintervall
Rc=Abkühlgeschwindigkeit (Grad C /sec) des Widerstands bei der Temperatur To
Rh=Aufwärmgeschwindigkeit (Grad C/sec) des Widerstands bei der Temperatur To
DT=das Zeitintervall (sec) zwischen den einzelnen Vorhersagen, das vorzugsweise 0,25 Sekunden beträgt im Zusammenhang des Widerstandsreglers für ein elektrisches Antriebssystem.
Die Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstandsnetzes ist theoretisch einfach zu berechnen, da die gesamte elektrische Energie in dem Widerstandsnetz in Wärme umgesetzt wird. Sie kann deshalb folgendermaßen berechnet werden:
Rh = I² * R/(WT * Cp),
wobei
I=Strom (A) durch den überwachten Widerstandsnetz­ abschnitt
R=Widerstand (Ohm) des Widerstandsnetzabschnitts
WT=Gewicht (kg) des Widerstandmaterials
Cp=spezifische Wärmekapazität (kJ/kg*Grad C) des Widerstandsmaterials
Sowohl der Widerstandswert eines Widerstandsnetzabschnitts als auch die spezifische Wärmekapazität verändern sich mit der Temperatur. Obwohl alle vorstehenden Parameter bekannt sind, einschließlich derjenigen, die sich mit der Temperatur ändern, verwendet vorliegende Erfindung praktische Annäherungen und verwendet impirische Daten für die Netz- Aufwärm- und Abkühl­ geschwindigkeiten. Genauer gesagt, empirische Netz Heizdaten werden verwendet, um modifizierte spezifische Wärmekapazitätswerte zu bestimmen die den Widerstandstemperaturkoeffiziente miteinbeziehen, so daß nur die umgebenden Widerstandsnetzwerte in Betracht gezogen werden müssen. Die Aufwärmgeschwindigkeit eines Widerstandsnetz­ abschnitts kann deshalb folgendermaßen ausgedruckt werden:
Rh = I² * R/(WT * Kp),
R=nominaler Widerstand (Ohm) des Widerstandsnetz­ bereiches bei 60 Grad C.
Kp=modifizierte spezifische Wärmekapazität erhalten durch empirische Daten.
Die Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandsnetzes ist theo­ retisch kompliziert wegen der Leitungs-Strömungs- und Strahlungswärmeübertragung und solcher Systemvariablen wie Luftzug und Form, Größe und Anordnung des Widerstandsnetzes. Die Anmelderin hat festgestellt durch empirisches Testen eines Westinghouse MA-17 Widerstandes, der typischerweise für solche Widerstandsnetzabschnitte verwendet wird, daß es möglich ist, eine ruhende Luft-Abkühlrate für eine vorgegebene Widerstandsnetzgröße festzulegen. Versuche mit anderen Parametern haben gezeigt, daß die Abkühlrate bei erhöhten Temperaturen relativ immun ist gegen die Veränderung von Systemparametern, insbesondere Luftzug. Folglich ist diese vereinfachte empirische Ableitung der Abkühlgeschwindigkeit hinreichend genau für die vorliegenden Zwecke, da das Temperaturvoraussagemodell nur bei erhöhten Temperaturen genau sein muß. Die folgenden empirischen Daten für Abkühlgeschwin­ digkeiten und modifizierte spezifische Wärmekapazität sind typisch für einen Westinghouse MA-17 Widerstand, der in Typen von Widerstandsreglern eingesetzt wird, in denen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
Durch Verwendung von empirischen Daten für die Abkühlge­ schwindigkeit und modifizierte spezifische Wärme lautet die Gleichung für die Vorhersage der Temperatur des Widerstands­ netzabschnittes:
Tn = To - Rc * DT + I² * R * DT/(WT * Kp).
Vorzugsweise wird die Abkühlgeschwindigkeit und die modifizierte spezifische Wärmekapazität für jede vorkommende Temperatur To (d. h. die Temperatur, die in dem vorhergehenden Zeitintervall vorausgesagt wurde) durch Interpolieren der in der vorstehenden Tabelle erhaltenen Daten ermittelt. Der Mikroprozessor 10, z. B. ein Intel 8086, wird für die Steuerung von elektrischen Antriebsmotoren von Antriebssystemen und zum Ein- und Ausschalten der Widerstandsnetzabschnitte in der Art und Weise wie z. B. in der US-Patentschrift 41458,185 benutzt. Die Arbeitsweise des Mikro-prozessors 10 und der Widerstandsregelung sind in allgemeiner Form kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
Für die vorliegende Erfindung ist es ausreichend zu wissen, daß der Mikroprozessor 10 Informationen darüber erhält, ob und welche der Widerstandsnetzabschnitte gerade welchen Strom zu den Antriebsmotoren leiten, wie durch die Blöcke 12 und 14 dargestellt wird. Erfindungsgemäß ist vorstehende Gleichung für die Widerstandstemperaturvorhersage in den Mikroprozessor 10 einprogrammiert. Weiterhin ist der Microprozessor 10 erfindungsgemäß mit den notwendigen Daten programmiert, um die Gleichung ausrechnen zu können, nämlich einer Tabelle 16 mit den Gewichten und elektrischen Widerständen eines jeden Widerstandsnetzabschnittes in dem Widerstandsregler, einer Tabelle 18 mit den empirisch erhaltenen Abkühlge­ schwindigkeiten als Funktionen der Temperatur; und der Tabelle 20 mit der empirisch erhaltenen modifizierten spezifischen Wärmekapazitäten für die Widerstandsnetzabschnitte als Funktionem der Temperatur.
Zu Beginn eines jeden regelmäßigen Intervalls z. B. alle 0,25 Sekunden, rechnet der Mikroprozessor 10 die vorhergesagte Temperatur für das Ende des 0,25 Sekunden Intervalls auf Grundlage der Abkühlgeschwindigkeit und Aufwärmgeschwindigkeit bei der bestehenden Temperatur To von jedem jeweiligen Widerstandsnetzabschnitt aus. Das heißt, daß je einmal pro Zeitintervall, z. B. alle 0 25 Sekunden die Temperatur eines jeden Widerstandsnetzabschnittes aktualisiert und in Speichertabelle 22 der kalkulierten Widerstandsnetz­ abschnittstemperaturen gespeichert wird. Die kalkulierten Widerstandsnetzabschnittstemperaturen, die in Speichertabelle 22 gespeichert sind, stellen die existierenden Temperaturen To für die Berechnung gemäß der Gleichung für das nächstfolgende Zeitintervall dar.
Typischerweise beträgt die Betriebstemperatur eines Widerstandsnetzabschnittes 450 Grad Celsius oder weniger und die Schmelztemperatur beträgt 1400 Grad C. Deshalb besteht ein großer Spielraum für Fehler in der Gleichung und es wird ein effektiver Stillegungspunkt während einer Überhitzungs­ situation bereitgestellt. Eine Grenztemperatur, z. B. 800 Grad C, kann in den Mikroprozessor 10 eingegeben werden, so daß, sofern mindestens eine ausgerechnete Widerstandsnetzabschnitt­ temperatur mit dem Grenzwert übereinstimmt oder ihn überschreitet, der Mikroprozessor 10 ein Signal ausgibt, das verwendet werden kann, um einen Alarm auszulösen und/oder das Antriebssystem automatisch zu unterbrechen.
Zum erfindungsgemäßen Beginn der Rechenoperationen wird die Tabelle 22 willkürlich genau oder in etwa mit den Umgebungs­ temperaturen geladen. Es ist nicht erforderlich, daß die erste gespeicherte Temperatur in Tabelle 22 genau ist, da die Gleichung mit der Zeit und mit steigenden Temperaturen selbstkorrigierend ist. Mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Temperaturüberwachungssystems ist es möglich, sich sicher zu sein, daß die Widerstandsnetzabschnitte niemals durchbrennen werden auf Grund irgemdwelcher Gerätedefekte oder irgendwelcher zufälligen oder vorsätzlichen Mißbräuche eines Fahrzeugs, wie z. B. das Ziehen eines Zuges mit ein oder zwei Wagen oder das Befahren einer Steigung für eine übermäßige Zeitdauer während der große Ströme durch die Widerstandsnetzabschnitte fließen und so große Mengen von Wärme erzeugen die die Widerstände schmelzen könnten, sofern sie nicht richtig überwacht werden. Es sind natürlich zahlreiche zusätzliche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. So macht es z. B. keinen Unterschied, ob die erfindungsgemäßen Tabellen im Mikroprozessor 10 oder in sonstigen Speichern gespeichert sind.

Claims (17)

1. Einrichtung zum automatischen Überwachen der Widerstands­ temperatur in einem Widerstandsregler, gekennzeichnet durch
  • - Speichereinrichtungen (22) zum Speichern der vorausgesagten Widerstandstemperatur;
  • - Recheneinrichtungen (10), die jeweils zu Beginn eines jeden Zeitabschnitts von zusammenhängenden Zeitabschnitten eine vorausgesagte Widerstandstemperatur, die der Widerstand am Ende des jeweiligen Zeitabschnitts haben wird, gemäß der folgenden Gleichung berechnen und den jeweils erhaltenen Wert in den Speichereinrichtungen (22) ablegt zur Verwendung in der Berechnung der vorausgesagten Temperaturen im nächsten zusammenhängenden Zeitintervall: Tn = To - Rc * DT + Rh * DT,wobei
    Tn=berechnete vorausgesagte Widerstandstemperatur am Ende des Zeitabschnitts
    To=Temperatur des Widerstands zu Beginn des Zeitabschnitts
    DT=Dauer des Zeitabschnitts
    Rc=Abkühlgeschwindigkeit bei To
    Rh=Aufwärmgeschwindigkeit bei To
  • - Betätigungseinrichtungen zum Erzeugen eines Betätigungs­ signals (24), sobald die vorausgesagte Temperatur Tn mit einer Grenztemperatur übereinstimmt oder diese übertrifft.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Mehrzahl von elektrischen Widerständen vorhanden sind;
  • - die Recheneinrichtung (10) die vorausgesagte Temperatur eines jeden Widerstandes zu Beginn eines jeden Zeitabschnitts berechnet und in Speichereinrichtungen ablegt;
  • - die besagte Betätigungseinrichtung ein Betätigungssignal (24) erzeugt sobald irgendein überwachter Widerstand die Grenztemperatur erreicht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Speichermittel (18) zum Speichern einer Tabelle mit empirisch erhaltenen Widerstandsabkühl­ geschwindigkeiten als Funktion der Temperatur enthält und die Recheneinrichtungen (10) eine Abkühlgeschwindigkeit entsprechend der Temperatur To aus der Tabelle auswählen zum Berechnen der vorausgesagten Temperatur eines jeden Zeitabschnitts.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Speichermittel (20) enthält zum Speichern einer Tabelle von empirisch erhaltenen spezifischen Wärmekapazitäten als Funktionen der Temperatur, die Recheneinrichtungen (10) die spezifische Wärmekapazität entsprechend der Temperatur To auswählen und die Aufwärmgeschwindigkeit Rh gemäß der folgen-den Gleichung ausrechnen: Rh = I² * R/(WT * Kp),wobei
I=Strom durch den Widerstand
R=Nennwiderstandswert des Widerstandes
WT=Gewicht des Widerstandselementes
Kp=Spezifische Wärmekapazität des Widerstands bei der Temperatur To.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Mehrzahl von Widerständen überwacht werden;
  • - Speichermittel (16) vorhanden sind zum Speichern des Gewichtes und Widerstandswertes eines jeden zu überwachenden Widerstandes;,
  • - die Recheneinrichtung (10) die vorauszusagende Temperatur eines jeden Widerstandes zu Beginn jedes Zeitintervalls auf Grundlage des entsprechenden Gewichts, des Widerstandswertes, der Abkühlgeschwindigkeit und der spezifischen Wärmekapazität bei der Temperatur To berechnet und in Speicher (22) gespeichert wird;
  • - die Betätigungseinrichtungen jedesmal ein Betäti­ gungssignal (24) erzeugen, wenn die vorausgesagte Temperatur eines der Widerstände der Grenztemperatur entspricht oder sie überschreitet.
6. Verfahren zum automatischen Überwachen der Widerstands­ temperatur in einem Widerstandsregler, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - jeweils zu Beginn eines jeden Zeitabschnittes von zusammenhängenden Zeitabschnitten eine vorausgesagte Widerstandstemperatur, die der Widerstand am Ende des jeweiligen Zeitabschnitts haben wird, gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird: Tn = To - Rc * DT + Rh * DT,wobei
    Tn=berechnete vorausgesagte Widerstandstemperatur am Ende des Zeitabschnitts
    To=Temperatur des Widerstandes zu Beginn des Zeitabschnitts
    DT=Dauer des Zeitabschnitts
    Rc=Abkühlgeschwindigkeit bei To
    Rh=Aufwärmgeschwindigkeit bei To
  • - die vorausgesagte Temperatur gespeichert wird zur Verwendung in der Berechnung der nächsten vorauszusagenden Temperatur;
  • - ein Betätigungssignal erzeugt wird, wenn die vorausgesagte Temperatur Tn einem Grenzwert entspricht oder ihn überschreitet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Mehrzahl von Widerständen überwacht wird und der Rechenschritt die Berechnung der vorhergesagten Temperatur eines jeden Widerstandes zu Beginn eines jeden Zeitabschnittes umfaßt,;
  • - die Speicherung die Speicherung der vorhergesagten Werte jedes einzelnen Widerstandes umfaßt;
  • - und daß das Betätigungssignal jedesmal erzeugt wird, wenn die Temperatur irgendeines Widerstands der Grenztemperatur entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zusätzlich die empirisch erhaltenen Abkühlgeschwindig­ keiten der Widerstände als Funktion der Temperatur in einer Tabelle (18) gespeichert werden;
9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die empirisch erhaltenen spezifischen Wärmekapazitäten der Widerstände als eine Funktion der Temperatur in Tabelle (20) gespeichert werden;
  • - der Wert der spezifischen Wärmekapazitäten entsprechend der Temperatur To aus der Tabelle (20) ausgewählt wird;
  • - der Rechenschritt die Berechnung der Aufwärmgeschwindig­ keit Rh umfaßt gemäß der Gliederung: Rh = I² * R/(WT * Kp),wobei
    I=Stromstärke durch den Widerstand
    R=Nennwiderstand des Widerstandes
    WT=Gewicht des Widerstandselements
    Kp=spezifische Wärmekapazität des Widerstandes bei To.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - eine Vielzahl von Widerständen überwacht wird;
  • - das Gewicht und der Widerstandswert eines jeden zu überwachenden Widerstandes gespeichert wird;
  • - der Rechenschritt die Berechnung der vorhergesagten Temperatur eines jeden Widerstandes zu Beginn jedes Zeitabschnitts auf Grundlage der entsprechende Gewichte, Widerstände, Abkühlgeschwindigkeiten und spezifischen Wärmekapazitäten bei der Temperatur To für jeden Widerstand berechnet wird;
  • - der Speicherschritt die Speicherung der vorhergesagten Temperatur eines jeden Widerstandes umfaßt;
  • - der Betätigungsschritt die Erzeugung eines Betätigungs­ signals umfaßt sooft die vorhergesagte Temperatur einer der Widerstände der Grenztemperatur entspricht.
11. Einrichtung zur Überwachung der Temperatur eines Widerstandes in einem Widerstandsregler, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - Strommeßgeräte ein Signal erzeugen, das der Stromstärke durch der Widerstand entspricht;
  • - ein Speicher (18) eine Tabelle von Abkühlge­ schwindigkeiten des Widerstandes als Funktion der Temperatur enthält;
  • - ein Speicher (20) eine Tabelle vom spezifischen Wärmekapazitäten der Widerstände als Funktion der Temperatur enthält;
  • - ein Speicher (22) die errechneten Werte der Widerstands­ temperaturen speichert;
  • - eine Recheneinrichtung (10) mit den Speichern (18), (20) und (22) der Betätigungssignaleinrichtungen verbunden ist;
  • - die Recheneinrichtung (10) zu Beginn eines jeden Zeitabschnitts von zusammenhängenden Zeitabschnitten eine vorausgesagte Temperatur des Widerstandes am Ende des jeweiligen Zeitabschnittes berechnet mit Hilfe der folgenden Gleichung: Tn = To - Rc * DT + I² * R * DT/(WT * Kp),wobei
    Tn=berechnete vorausgesagte Temperatur des Widerstands am Ende des Zeitabschnittes
    To=Temperatur des Widerstands zu Beginn eines Zeitabschnittes
    DT=Dauer des Zeitabschnittes
    Rc=Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandes bei To.
    I=Strom durch den Widerstand
    WT=Gewicht der Widerstandselemente
    Kp=spezifische Wärmekapazität des Widerstands bei To.
  • - die vorausgesagte Temperatur in Speicher (22) gespeichert wird;
  • - eine Vorrichtung vorhanden ist zum Erzeugen eines Betätigungssignales, sobald die vorhergesagte Temperatur Tn mit einer Grenztemperatur übereinstimmt.
12. Verfahren zum Überwachen der Temperatur eines Widerstandes in einem Widerstandsstromregler, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstandes bestimmt wird;
  • - die Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandes bestimmt wird;
  • - automatisch zu Beginn einer von zusammenhängenden Zeitabschnitten eine vorausgesagte Temperatur des Widerstandes am Ende des jeweiligen Zeitabschnittes berechnet wird durch Subtraktion des Produktes aus Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandes und Dauer des Zeitabschnitts und Addition des Produktes aus Aufwärmge­ schwindigkeit des Widerstandes und der Dauer des Zeitabschnitts von bzw. zu der vorhergehenden vorausgesagten Temperatur;
  • - ein Betätigungssignal erzeugt wird wenn die voraus gesagte Temperatur des Widerstandes für einen bestimmten Zeitabschnitt mit einer Grenztemperatur übereinstimmt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Bestimmen der Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandes umfaßt das Aufstellen einer Tabelle mit empirisch erhaltenen Abkühlgeschwindigkeiten des Widerstandes als Funktion der Temperatur;
  • - das Auswählen der Abkühlgeschwindigkeit aus der Tabelle von Abkühlgeschwindigkeiten sich nach der vorhergehenden vorausgesagten Temperatur des Widerstandes richtet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Bestimmen der Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstands umfaßt das Aufstellen einer Tabelle von empirisch erhalten spezifischen Wärmekapazitäten des Widerstandes als Funktion der Temperatur;
  • - das Auswählen der spezifischen Wärmekapazität aus der Tabelle von spezifischen Wärmekapazitäten sich nach der vorhergehenden vorausgesagten Temperatur richtet;
  • - das Produkt aus dem Quadrat der Stromstärke durch den Widerstand zu Beginn des Zeitabschnitts und dem Widerstandswert des Widerstandes geteilt wird durch das Produkt aus dem Gewicht des Widerstandes und der ausgewählte spezifische Wärmekapazität.
15. Einrichtung zum automatischen Überwachen der Temperatur eines Widerstandes in einem Widerstandsstromregler, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - Mittel zum Bestimmen der Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstandes vorhanden sind;
  • - Mittel zur Bestimmung der Abkühlgeschwindigkeit des Widerstandes vorhanden sind;
  • - Mittel zum automatischen Berechnen vorhanden sind, die zu Beginn eines jeden Zeitinterabschnittes von zusammenhängenden Zeitabschnitten eine vorausgesagte Temperatur des Widerstandes am Ende des jeweiligen Zeitabschnittes berechnen durch Subtraktion des Produkts aus Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstandes und dem Zeitabschnitt und Addition des Produktes aus Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstands und dem Zeitab­ schnitt von bzw. zu dem vorhergehenden vorhergesagten Temperaturwert;
  • - Mittel vorhanden sind zum Erzeugen eines Betätigungssignals sobald die vorausgesagte Temperatur des Widerstandes in einen Zeitabschnitt mit der Grenztemperatur übereinstimmt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Mittel zum Bestimmen der Widerstandsabkühl­ geschwindigkeit Mittel einschließen, die eine Tabelle mit empirisch erhaltenen Abkühlgeschwindigkeiten als Funktion der Temperatur enthalten und Mittel zur Auswahl der Abkühlgeschwindigkeit aus der Tabelle der Abkühlge­ schwindigkeiten enthalten, die der letzten vorausgesagten Widerstandstemperatur entspricht.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - Mittel zum Bestimmen der Aufwärmgeschwindigkeit des Widerstandes folgende Mittel einschließen:
  • - Mittel zum Speichern einer Tabelle mit empirisch erhaltenen spezifischen Wärmekapazitäten des Widerstandes als einer Funktion der Temperatur;
  • - Mittel zur Auswahl der spezifischen Wärmekapazität, die der letzten vorausgesagten Temperatur entspricht, aus der Tabelle der spezifischen Wärmekapazitäten;
  • - Mittel zum Dividieren des Produktes aus dem Quadrat des Stroms durch den Widerstand zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnittes und dem elektrischen Widerstand durch das Produkt aus dem Gewicht des Widerstandes und der ausgewählten spezifischen Wärmekapazität.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10539366B2 (en) 2014-04-30 2020-01-21 Stephen B. Maguire Method and apparatus for vacuum drying granular resin material
EP1978784B1 (de) * 2007-04-05 2014-05-21 Whirlpool Corporation Verfahren zur Schätzung der Oberflächentemperatur eines Zufallspositionskochfeldes
US8141270B2 (en) * 2009-08-13 2012-03-27 Maguire Products, Inc. Gas flow rate determination method and apparatus and granular material dryer and method for control thereof
DE102010031583A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer elektrischen Antriebseinrichtung
US20120062155A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-15 Caterpillar, Inc. Retarding Grid Cooling System and Control
US8960812B2 (en) * 2010-11-30 2015-02-24 Caterpillar Inc. Electrical retarding deration
US11364657B2 (en) 2018-04-04 2022-06-21 Novatec, Inc. Reducing moisture in granular resin material using inert gas
US20190308344A1 (en) 2018-04-04 2019-10-10 Novatec, Inc. Method and apparatus for polymer drying using inert gas
CN112697307B (zh) * 2020-12-10 2023-08-29 西安中车永电捷通电气有限公司 温度确定方法、装置、车辆、存储介质及程序产品
CN114665761B (zh) * 2022-05-19 2022-08-19 深圳众城卓越科技有限公司 风电偏航制动电阻过热保护控制方法、电路、装置及设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218537A (en) * 1963-01-28 1965-11-16 Westinghouse Electric Corp Motor acceleration and braking control system with static current sensing
DE2444856A1 (de) * 1974-09-19 1976-04-01 Siemens Ag Verfahren zur bestimmung einer mit grosser einstellzeit messbaren physikalischen groesse eines schnell verlaufenden prozesses, die mit einer mit kurzer einstellzeit messbaren zweiten physikalischen prozessgroesse in funktionellem zusammenhang steht
US4086805A (en) * 1975-04-15 1978-05-02 Keller Spezialtechnik-Pyro Werk Gmbh Apparatus for evaluating measurement signals
DE3118399A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-25 Diehl Gmbh & Co Anordnung zur fuehlerlosen temperaturermittlung bei einem herd
US4458185A (en) * 1983-06-02 1984-07-03 Westinghouse Electric Corp. Propulsion control apparatus for passenger vehicles
DE3605501A1 (de) * 1985-02-21 1986-08-21 Sharp K.K., Osaka Elektronisches fieberthermometer
DE3028367C2 (de) * 1979-07-30 1987-06-19 General Electric Co., Schenectady, N.Y., Us
US4697124A (en) * 1986-07-18 1987-09-29 Westinghouse Electric Corp. Integral series parallel and power brake controller for a transit vehicle
DE3818722C2 (de) * 1987-06-01 1990-06-07 General Motors Corp., Detroit, Mich., Us

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH540587A (de) * 1972-08-22 1973-08-15 Sprecher & Schuh Ag Schaltungsanordnung, welche ein von elektrischen Verlusten abhängiges thermisches Abbild eines elektrischen Betriebsmittels darstellt
US4434390A (en) * 1982-01-15 1984-02-28 Westinghouse Electric Corp. Motor control apparatus with parallel input, serial output signal conditioning means
CA1193317A (en) * 1982-05-07 1985-09-10 Canadian General Electric Company Limited Thermal model for electrical apparatus
US4743818A (en) * 1987-03-31 1988-05-10 Westinghouse Electric Corp. Microprocessor based motor protective relay with rotor temperature detector

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218537A (en) * 1963-01-28 1965-11-16 Westinghouse Electric Corp Motor acceleration and braking control system with static current sensing
DE2444856A1 (de) * 1974-09-19 1976-04-01 Siemens Ag Verfahren zur bestimmung einer mit grosser einstellzeit messbaren physikalischen groesse eines schnell verlaufenden prozesses, die mit einer mit kurzer einstellzeit messbaren zweiten physikalischen prozessgroesse in funktionellem zusammenhang steht
US4086805A (en) * 1975-04-15 1978-05-02 Keller Spezialtechnik-Pyro Werk Gmbh Apparatus for evaluating measurement signals
DE3028367C2 (de) * 1979-07-30 1987-06-19 General Electric Co., Schenectady, N.Y., Us
DE3118399A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-25 Diehl Gmbh & Co Anordnung zur fuehlerlosen temperaturermittlung bei einem herd
US4458185A (en) * 1983-06-02 1984-07-03 Westinghouse Electric Corp. Propulsion control apparatus for passenger vehicles
DE3605501A1 (de) * 1985-02-21 1986-08-21 Sharp K.K., Osaka Elektronisches fieberthermometer
US4697124A (en) * 1986-07-18 1987-09-29 Westinghouse Electric Corp. Integral series parallel and power brake controller for a transit vehicle
DE3818722C2 (de) * 1987-06-01 1990-06-07 General Motors Corp., Detroit, Mich., Us

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-AN: B2990 VIIIb/21d3 v.19.1.1956 *
JP 53-27 084 in Patents Abstr. of Japan *

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US4952856A (en) 1990-08-28

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