EP1082645A1 - Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe - Google Patents

Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe

Info

Publication number
EP1082645A1
EP1082645A1 EP99917737A EP99917737A EP1082645A1 EP 1082645 A1 EP1082645 A1 EP 1082645A1 EP 99917737 A EP99917737 A EP 99917737A EP 99917737 A EP99917737 A EP 99917737A EP 1082645 A1 EP1082645 A1 EP 1082645A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
max
speed
current
variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99917737A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Rudin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rudair AG
Original Assignee
Rudair AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rudair AG filed Critical Rudair AG
Publication of EP1082645A1 publication Critical patent/EP1082645A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • 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
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/12—Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1201—Rotational speed of the axis
    • 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
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0201—Current
    • 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
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed

Definitions

  • the present invention relates to a method for regulating the speed of an electric motor for driving a delivery unit with regard to the time-varying power requirement to be satisfied by the delivery unit on the consumer side.
  • centrifugal machines such as pumps or fans, but also piston or gear pumps, come into consideration as delivery units.
  • the speed of the electric motor is determined by the output size of a controller.
  • the presentation initially only refers to gyroscopes without wishing to restrict the scope of protection.
  • DE-44 23 736 discloses a refined power control which is based on the electrical active current of a gyroscopic machine in hy to use drastically variable purchase quantities as a benchmark.
  • a pump is provided as a rotary working machine, which is driven by an electric motor.
  • the current consumption of the electric motor is recorded, which represents a measure of the amount of hot water consumed in the flow.
  • the pump constantly provides an oversupply and when the purchase amount increases, the current consumption increases and, depending on the law, the speed of the electric motor.
  • the speed is at least approximately linear to the flow rate.
  • a controller is arranged within the control loop, which can be set to a selectable current consumption / speed characteristic in relation to the purchase quantity.
  • the controller determines a difference between the setpoint and the detected motor current. Depending on the difference signal determined, the control device emits an increased control signal, which triggers an increased speed on the electric motor. As a result, the pump increases its delivery rate and delivers the planned oversupply again.
  • the procedure is analogous for a reduction in the purchase quantity.
  • the oversupply that can be delivered by the pump is exceeded compared to the desired oversupply and consequently the detected current consumption of the motor drops.
  • the controller determines a difference between the setpoint and the detected motor current.
  • the control device emits a reduced control signal, which triggers a speed reduction on the electric motor.
  • the pump reduces its delivery rate and the planned oversupply is reduced to the desired level.
  • the regulation was improved by bringing the supply of the motor-driven pump closer to actual demand.
  • EP-B-0 279 939 Another method for pump control is described in EP-B-0 279 939.
  • a measuring sensor is provided in the pipe system to record the water flow rate. Proportional to the flow velocity and in accordance with the pipe network characteristic, an excessive voltage signal is generated, which is fed as an input variable to a controller connected to the continuously variable-speed electric motor. The output size of the controller determines the speed of the motor. If the input signal deviates from the specified bandwidth, the output signal is adjusted accordingly.
  • a characteristic curve must be available and, overall, a considerable outlay on equipment is required.
  • the invention has for its object to propose a further improved control method for the local application, where both the equipment and the operational effort are kept as low as possible and thereby by closely orientating to the real power requirement Operation with minimal energy consumption is feasible.
  • the method for regulating the speed of an electric motor for driving a conveyor unit with regard to the time-varying power requirement to be satisfied on the consumer side by the conveyor unit is based on the following measures.
  • the speed of the electric motor is determined by the output size of a controller.
  • the current absorbed by the electric motor is measured and a signal representing the current measured is generated, which is fed to the controller as an input variable.
  • the input variable is automatically calibrated in the controller.
  • FIG. 1 a speed-current diagram for the start phase of the calibration
  • Figure 2 a speed-current diagram for tracking the speed
  • FIG. 3 a volume flow-speed diagram for the continuous tracing of consumption.
  • the method is directed to the speed control of an electric motor driving a conveying unit - preferably in the form of a gyroscope.
  • the conveyor unit could e.g. be a pump or a fan.
  • a controller is used to influence the electric motor, the output variable of which determines the motor speed.
  • the measured motor current which is directly related to the volume flow delivered and consumed as consumption, is used as the reference variable.
  • a signal corresponding to the magnitude of the motor current consumed is generated which represents the input variable for the controller.
  • the input variable is automatically calculated and calibrated and used as an output signal, e.g. as 0 to 10 V DC, output to a control element of the motor.
  • the calculation and calibration are based on the following premises and in the following sequence.
  • the base load such as the no-load current of the electric motor, which depends on the size and quality of the motor, is reflected in the offset, ie in 1 min .
  • the electricity demand is made up of two giants, the base load electricity and the variable, demand-dependent electricity required for media transport. proportion of.
  • the average values of the respective current requirement I resulting for each speed result in three values which are registered as input variables x 1 t x 2 and x 3 .
  • a parabola section is created, from which the theoretical 100% value with l max can be calculated as follows. Due to the proportional relationship between speed n and current requirement l, a 100% value can be calculated from l 2 and l 3 . An average m 1 is formed from the two 100% values and after deduction from the offset lj the theoretical value l max is obtained .
  • the approximation formula for calculating l max is:
  • the condition should be that the mean values of l ⁇ ⁇ l 2 ⁇ l 3 .
  • the speed of the electric motor is tracked corresponding to the current change in the consumer's power requirement.
  • the calibrated motor current I currently pending is increased by a defined amount, the stability of the control resulting from the continuously updated consumption-dependent setting change on the actuator on the consumer side.
  • control methods according to the state of the art require a specification which is defined as an output characteristic or is generated and stored by a function. If the input signal differs beyond a limited bandwidth, the output signal is adjusted accordingly.
  • the calculated input signal is designed in the start-up phase in such a way that, for example, I max results in a 1 or 10 V current consumption of the electric motor for a computationally processed input signal.
  • a setpoint is specified for the subsequent consumption, which increases the output size in an equivalent manner.
  • the output size of 60% software moderately increased by 10%, resulting in an initial size of 66%.
  • the setpoint addition can also be determined empirically as a function of the output signal.
  • l max The calculation of l max is carried out in a targeted manner slightly below the practical 100% limit of l max , so that the software can adapt to the exact 100% of l max in the practical procedure. If the calculated I max is reached, l max remains at its value for the time provided in the program run, provided that consumption does not decrease. Then l max is reset for a defined time, for example by 1% of the output variable, and the resulting input variable represents the new value for l max in the calibration. Likewise, the l min determined during calibration - ie the offset - becomes a drop below the same by a defined value in each case until the effective 1 min - ie the effective offset - is reached.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Das Verfahren bezieht sich auf die Regelung der Drehzahl eines Elektromotors für den Antrieb eines Förderaggregats für flüssige oder gasförmige Medien, z.B. eine Kreiselmaschine in Gestalt einer Pumpe oder eines Ventilators. Der auf der Verbraucherseite durch das Förderaggregat zu befriedigende zeitlich variierende Leistungsbedarf wird über die Motordrehzahl geregelt. Die Drehzahl des Elektromotors wird durch die Ausgangsgrösse eines Reglers bestimmt. Die durch den Elektromotor aufgenommene Stromstärke wird gemessen und ein zur jeweils gemessenen Stromstärke repräsentierendes Signal erzeugt, welches man dem Regler als Eingangsgrösse zuführt. Im Regler geht die automatische Kalibrierung der Eingangsgrösse vor sich. Damit entfallen strömungstechnische Messfühler oder lange Messleitungen. Auch bedarf es keiner Erfassung einer Anlagenkennlinie, wodurch sich die Inbetriebnahme einer solchen Anlage vereinfacht, die Kosten reduzieren und zu einem sparsamen Umgang mit Energie beigetragen wird. Zugleich aber gewährleistet das Verfahren eine hohe Wirtschaftlichkeit und Stabilität der Regelung.

Description

VERFAHREN ZUR KALIBRIERUNG DER DREHZAHLREGELUNG EINES ELEKTROMOTORS ZUM ANTRIEB EINER PUMPE
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors für den Antrieb eines Förderaggregats im Hinblick auf den auf der Verbraucherseite durch das Förderaggregat zu befriedigenden zeitlich variierenden Leistungsbedarf. Als Förderaggregate kommen insbesondere Kreiselmaschinen, wie Pumpen oder Ventilatoren, aber auch Kolben- oder Zahnradpumpen, in Betracht. Die Drehzahl des Elektromotors wird durch die Ausgangsgrösse eines Reglers festgelegt. Zur Verkürzung des Sprachgebrauchs bezieht sich die Darstellung, ohne damit den Schutzbereich beschränken zu wollen, zunächst weiterhin nur auf Kreiselmaschinen.
Stand der Technik Drehzahlregelungen an Kreiselmaschinen antreibenden Elektromotoren sind bereits vielfach bekannt. Zunächst nutzte man bei Regelungen von Pumpen und Ventilatoren mit hydraulisch variablen Abnahmemengen Druck- bzw. Strömungsparameter als Führungsgrössen. Man setzte das Verhalten der Elek- troleistung mit dem Druck gleich, der mit verminderter Abnahmemenge ansteigt. In der DE-A-32 10 082 wird ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Pumpenmotors für ein Heizungssystem beschrieben. Hier misst man den Strom, in dessen Abhängigkeit über einen Triac als Stellglied die Motordrehzahl geregelt wird. Mit erhöhtem Leistungsbedarf erhöht sich die Stromaufnahme und mit sinkendem Leistungsbedarf fällt die Stromaufnahme, wonach man je nach Tendenz des Leistungsbedarfs die Drehzahl erhöht oder verringert. Strommesssignal, Leistungsbedarf und Druck in einer Pumpenleitung sind gemass einer Anlagenkennlinie voneinander abhängig. Dieses Verfahren erlaubt jedoch nur eine grobe Leistungsanpassung.
In der DE-44 23 736 wird eine verfeinerte Leistungsregelung offenbart, die darauf basiert, den elektrischen Wirkstrom einer Kreiselarbeitsmaschine bei hy- draulisch variablen Abnahmemengen als Führungsgrösse zu nutzen. In einem mit Warmwasser betriebenen Heizungssystem ist als Kreiselarbeitsmaschine eine Pumpe vorgesehen, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Man erfasst die Stromaufnahme des Elektromotors, welche ein Mass für die Abnah- memenge von Warmwasser im Vorlauf repräsentiert. Bei einer Erhöhung der Fördermenge liefert die Pumpe ständig ein Überangebot und bei Zunahme der Abnahmemenge erhöhen sich die Stromaufnahme und in gesetzmässiger Abhängigkeit dazu auch die Drehzahl des Elektromotors. Die Drehzahl ist zumindest etwa zur Fördermenge linear. Innerhalb des Regelkreises ist ein Regler angeordnet, der auf eine wählbare Kennlinie Stromaufnahme/Drehzahl im Verhältnis zur Abnahmemenge eingestellt werden kann. Bei Vergrösserung der Abnahmemenge stellt der Regler eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem erfassten Motorstrom fest. Hierauf geht in Abhängigkeit vom ermittelten Differenzsignal von der Steuereinrichtung ein erhöhtes Regelsignal aus, was am Elektromotor eine erhöhte Drehzahl auslöst. Folglich steigert die Pumpe ihre Fördermenge und liefert wieder das vorgesehene Überangebot.
Analog ist der Verfahrensablauf bei einer Verminderung der Abnahmemenge. Das von der Pumpe lieferbare Überangebot wird gegenüber dem gewünschten Überangebot überschritten und folglich sinkt die erfasste Stromaufnahme des Motors ab. Der Regler ermittelt eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem erfassten Motorstrom. In Abhängigkeit vom gewonnenen Differenzsignal geht von der Steuereinrichtung ein vermindertes Regelsignal aus, was am Elektromotor eine Drehzahlreduzierung auslöst. Im Ergebnis vermindert die Pumpe ihre Fördermenge und das vorgesehene Überangebot wird auf das gewünschte Mass reduziert. Mit der Annäherung des Lieferangebots durch die vom Motor angetriebene Pumpe an den tatsächlichen Bedarf gelang eine Verbesserung der Regelung.
Ein weiteres Verfahren zur Pumpenregelung wird in der EP-B-0 279 939 beschrieben. Im Rohrsystem ist ein Messfühler zur Erfassung der Wasserströmungsgeschwindigkeit vorgesehen. Proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und entsprechend der Rohrnetzkennlinie erzeugt man ein überhöhtes Spannungssignal, das einem mit dem stufenlos drehzahlvariablen Elektromotor verbundenen Regler als Eingangsgrösse zugeführt wird. Die Ausgangsgrösse des Reglers bestimmt die Drehzahl des Motors. Weicht das Eingangssignal von der vorgegebenen Bandbreite ab, führt man das Ausgangssignal entsprechend nach. Um dieses Verfahren anzuwenden, muss eine Kennlinie zur Verfügung stehen und insgesamt macht sich ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich.
Aufgabe der Erfindung
Angesichts der genannten Nachteile bzw. Unvollkommenheiten der zuvor beschriebenen Regelverfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein weiter verbessertes Regelverfahren für das hiesige Anwendungsgebiet vorzuschlagen, wo sowohl der apparative als auch der operative Aufwand möglichst gering gehalten werden und dabei durch nahe Orientierung am realen Leistungsbedarf ein Betrieb mit minimalem Energieaufwand realisierbar ist.
Übersicht über die Erfindung
Das Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors für den Antrieb eines Förderaggregats im Hinblick auf den auf der Verbraucherseite durch das Förderaggregat zu befriedigenden zeitlich variierenden Leistungsbedarf basiert auf folgenden Massnahmen. Prinzipiell wird die Drehzahl des Elektromotors durch die Ausgangsgrösse eines Reglers festgelegt. Die durch den Elektromotor aufgenommene Stromstärke wird gemessen und ein zur jeweils gemessenen Stromstärke repräsentierendes Signal erzeugt, welches man dem Regler als Eingangsgrösse zuführt. Im Regler erfolgt die automatische Kalibrierung der Eingangsgrösse. Somit sind weder strömungstechnische Messfühler erforderlich, noch bedarf es der Erstellung bzw. Nutzung einer Anlagenkennlinie. Die Inbetriebnahme einer solchen Anlage vereinfacht sich damit beachtlich. Bevorzugte Details ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen Es zeigen:
Figur 1 - ein Drehzahl-Strom-Diagramm für die Startphase der Kalibrierung; Figur 2 - ein Drehzahl-Strom-Diagramm für das Nachführen der Drehzahl; und Figur 3 - ein Volumenstrom-Drehzahl-Diagramm für das dem Verbrauch kontinuierliche Nachfahren.
Ausführungsbeispiel
Das Verfahren ist auf die Drehzahlregelung eines ein Förderaggregat - vorzugs- weise in Gestalt einer Kreiselmaschine - antreibenden Elektromotors gerichtet. Das Förderaggregat könnte z.B. eine Pumpe oder ein Ventilator sein. Auf der Verbraucherseite tritt ein über die Zeit variierender Leistungsbedarf auf, den die Kreiselmaschine bereitzustellen hat. Zur Beeinflussung des Elektromotors wird ein Regler eingesetzt, dessen Ausgangsgrösse die Motordrehzahl bestimmt. Als Führungsgrösse dient der gemessene Motorstrom, der durch physikalische Regeln im direkten Verhältnis zum gelieferten und als Verbrauch abgenommenen Volumenstrom steht. Aus der Grosse des aufgenommenen Motorstroms erzeugt man in der dem Fachmann bekannten Weise ein dazu korrespondierendes Signal, das die Eingangsgrösse für den Regler darstellt. Im Regler wird die Ein- gangsgrösse automatisch verrechnet und kalibriert und als Ausgangssignal, z.B. als 0 bis 10 V DC, an ein Regelorgan des Motors ausgegeben.
Figur 1
Die Berechnung und Kalibrierung geschieht mit folgenden Prämissen und in nachstehendem Ablauf. Um im wesentlichen nur die Laständerung der Verbraucher über den sich ändernden Motorstrom I zu erfassen, wird für die Regelung zur Berechnung der Ausgangsgrösse nur diese herangezogen. Die Grundlast, wie z.B. der Leerlaufstrom des Elektromotors, der von der Motorgrös- se und -qualität abhängt, widerspiegelt sich im Offset, d.h. im lmin. Demnach setzt sich der Strombedarf aus zwei Grossen zusammen, dem Grundlaststrom und dem variablen, für den Medientransport nötigen, bedarfsabhängigen Strom- anteil.
Von einer benutzten Software wird der Elektromotor gestartet, z.B. mit drei sich steigernden Drehzahlen n1=20%, n2=40% und n3=55% mit einer jeweiligen Laufzeit von z.B. 3 Minuten. Die pro Drehzahl sich ergebenden Mittelwerte des jeweiligen Strombedarfs I ergeben drei Werte, die als Eingangsgrössen x1 t x2 und x3 registriert werden.
Durch Verbindung der drei Punkte entsteht ein Parabelabschnitt, aus dem sich der theoretische 100%-Wert mit lmax wie folgt errechnen lässt. Aufgrund der proportionalen Beziehung zwischen Drehzahl n und Strombedarf l ist aus l2 und l3 jeweils ein 100%-Wert errechenbar. Aus beiden 100%-Werten bildet man ein Mittelwert m1 und nach Abzug vom Offset l-j ergibt sich der theoretische Wert lmax. Die Näherungsformel zur Berechnung von lmax lautet:
A = li + (l2 - lι) : (n2 : nmax)3 B = + (l3 - lι) : (n3 : nmax)3 lmax = (A + 2B) : (3 - 1,) - X
(mit 0,7 < X < 1 ,0).
Hierbei sollte, um möglichst genaue Resultate zu erhalten, die Bedingung gegeben sein, dass die Mittelwerte von lπ < l2 < l3 sind.
Wird diese Bedingung nicht erfüllt, muss der Anlauf vom Programm her wiederholt werden. Um den Motor vor Überhitzung zu schützen und am Förderaggregat Lagerschäden zu vermeiden - z.B. infolge fehlender Schmierung an einer Kreiselmaschine -, ist vorgesehen, nur eine begrenzte Anzahl von aufeinander folgenden Anläufen zu fahren, z.B. drei Anläufe. Nach beispielsweise drei er- folglosen Anläufen wird zunächst abgebrochen und dann nach einer Ruhephase, von z.B. 15 Minuten, erneut gestartet. Alternativ zur Berechnung mittels der Näherungsformel kann man vereinfacht den theoretischen Wert lmax auch über einen empirisch ermittelten Faktor bestimmen. Dies müsste jedoch für jeden Typ der eingesetzten Förderaggregate separat erfolgen, ansonsten wird das Ergebnis ungenauer.
Figur 2
Basierend auf dem aktuellen Motorstrom, wie er hier graphisch als theoretische Betriebskennlinie dargestellt ist, erfolgt das Nachführen der Drehzahl des Elektromotors korrespondierend zur momentanen Änderung im verbraucherseitigen Leistungsbedarf. Der zur Zeit anstehende kalibrierte Motorstrom I wird um einen definierten Betrag erhöht, wobei sich die Stabilität der Regelung durch die permanent nachgeführte verbrauchsabhängige Einstellungsänderung am verbraucherseitigen Stellorgan ergibt.
Es sei an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, dass die Regelverfahren gemass dem Stand der Technik eine Vorgabe benötigen, welche als Ausgangskennlinie definiert oder durch Funktion erzeugt und abgelegt ist. Differiert das Eingangssignal über eine limitierte Bandbreite hinaus, führt man das Ausgangssignal entsprechend nach.
Im erfindungsgemässen Verfahren wird keine Kennlinie benötigt, so dass alle theoretischen Berechnungen und Sicherheitszuschläge entfallen. Das errechnete Eingangssignal wird bereits in der Startphase so ausgelegt, dass sich z.B. Imax bei einem rechentechnisch verarbeiteten Eingangssignal der Stromaufnah- me des Elektromotors mit 1 oder 10V ergibt.
Figur 3
Damit im Leitungsnetz, also auch an den Verbrauchern bei Medienabnahme, der benötigte Vordruck gewährleistet ist, wird für das dem Verbrauch kontinuier- liehe Nachfahren ein Sollwert vorgegeben, der die Ausgangsgrösse äquivalent erhöht. Im dargestellten Beispiel wird die Ausgangsgrösse von 60% Software- mässig um 10% erhöht, so dass sich eine Ausgangsgrösse von 66% einstellt.
Will man den hydraulischen Gesetzmässigkeiten an der Pumpe, so auch deren Wirkungsgrad Rechnung tragen, kann die Bezugsbasis für den Sollwert- Zuschlag auch umgekehrt werden. Im vorliegenden Beispiel hiesse das, die Ausgangsgrösse von 60% von oben softwaremässig um 10% zu erhöhen. Somit ergibt sich bei diesem Berechnungsweg:
100%n - 60%n = (40%n : 100 x 10) + 60%n = 64%n Erhöhung.
Alternativ dazu kann der Sollwert-Zuschlag auch empirisch in Abhängigkeit vom Ausgangssignal ermittelt werden.
Die Berechnung von lmax erfolgt gezielt geringfügig unterhalb der praktischen 100%-Grenze von lmax, so dass sich die Software im praktischen Verfahrensablauf an die genauen 100% von lmax adaptieren kann. Ist nämlich das errechnete Imax erreicht, verharrt lmax auf seinem Wert über die im Programmablauf vorgesehene Zeit, sofern der Verbrauch nicht rückläufig ist. Darauf wird lmax für eine definierte Zeit, um z.B. 1 % der Ausgangsgrösse, zurückgesetzt, und die hieraus resultierende Eingangsgrösse stellt den neuen Wert für lmax in der Kalibrierung dar. Ebenso wird das bei der Kalibrierung ermittelte lmin - d.h. der Offset - bei einem Unterschreiten von demselben um jeweils einen definierten Wert nachgeführt, bis das effektive lmin - d.h. der effektive Offset - erreicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors für den Antrieb eines Förderaggregats für flüssige oder gasförmige Medien, insbesondere einer Kreiselmaschine in Gestalt einer Pumpe oder eines Ventilators, mit Bezug auf den auf der Verbraucherseite durch das Förderaggregat zu befriedigenden zeitlich variierenden Leistungsbedarf (V), wobei a) die Drehzahl des Elektromotors durch die Ausgangsgrösse eines Reglers festgelegt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: b) Messen der durch den Elektromotor aufgenommenen Stromstärke (I); c) Erzeugung eines die gemessene Stromstärke (I) repräsentierenden Signals; d) Zuführung dieses Signals zum Regler als Eingangsgrösse (x); e) automatische Kalibrierung der Eingangsgrösse (xπ, x2, x3) im Regler von 0 bis lmax als Basis für dessen Ausgangsgrösse; und f) das Nachführen der Drehzahl (n) des Elektromotors entsprechend der momentanen Änderung im verbraucherseitigen Leistungsbedarf und basierend auf dem aktuellen Motorstrom (I) erfolgt, indem der kalibrierte Motorstrom (I) um einen definierten Betrag erhöht wird, wobei g) die Stabilität der Regelung durch eine verbrauchsabhängig geführte Ein- Stellungsänderung am verbraucherseitigen Stellorgan gewährleistet ist; h) die Berechnung von (lmax) erfolgt geringfügig unterhalb der praktischen 100%-Grenze, wonach bei Erreichen des errechneten (lmax) über eine definierte Zeit verharrt wird, sofern der Verbrauch nicht rückläufig ist; i) (lmax) für eine definierte Zeit um einen Anteil der Ausgangsgrösse zurück- gesetzt wird, so dass die sich daraus ergebende Eingangsgrösse den neuen Wert von (lmax) in der Kalibrierung oder eine Anteilsgrösse vom kalibrierten Motorstrom (I) darstellt; und k) wird bei rückläufigem Verbrauch das bei der Kalibrierung ermittelte (lmjn) unterschritten, wird dieses jeweils um einen definierten Wert Schritt für Schritt nachgeführt, bis das effektive (lmin) erreicht ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wonach die Kalibrierung durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: a) der Elektromotor wird von einer Software gestartet und mit verschiedenen unterschiedlichen Drehzahlen (n-j, n2, n3) über eine jeweils konstante Zeiteinheit gefahren; b) von den bei den unterschiedlichen Drehzahlen (n-j, n2, n3) aufgenommenen Stromstärken (I) werden Mittelwerte (l1 f l2, l3) gebildet, die man als Eingangsgrössen (xπ, x2, x3) registriert; c) der erste theoretische 100%-Wert (Imax) errechnet sich aus: ca) einem über die erzeugten Mittelwerte (lπ, l2, l3) mathematisch gelegten Parabelausschnitt; oder cb) der Näherungsformel A = lτ + (l2 - lι) : (n2 : nmax)3
B = lι + (l3 - >ι) : (n3 : nmax)3 lmax = (A + 2B) : (3 - I1) X (mit 0,7 < X < 1 ,0); oder cc) einem empirisch ermittelten Faktor; und d) der Regler solange in der Startphase bleibt, bis die Mittelwerte (l1 ( l2, l3) jeweils eine Steigerung aufweisen, jedoch wird die Startphase abgebrochen und erst nach einer Ruhepause wiederholt, bevor die Fördereinrichtung - Einheit aus Elektromotor und Förderaggregat - schadensgefährdet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung mit a) drei Drehzahlen (n1)=20%, (n2)=40% und (n3)=55% erfolgt, wobei b) die jeweilige Zeiteinheit, in der der Elektromotor mit den drei Drehzahlen (n-j, n2, n3) betrieben wird, 3 min beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass für die laufende Regelung ein Sollwert vorgegeben wird, der in
Verbindung mit den Verbrauchern den nötigen Solldruck ergibt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die angenommene Eingangsgrösse, umgerechnet auf ein dem Volumenstrom (V) entsprechendes Signal, softwaremässig um einen bestimmten Prozentsatz, z.B. 5%, erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) als Eingangsgrösse z.B. 60% des dem Volumenstrom (V) entsprechenden Signals angenommen werden; und b) man die Eingangsgrösse softwaremässig z.B. um 5% oder 10% mit aufsteigender Bezugsbasis erhöht, wodurch sich eine Ausgangsgrösse von 63% bzw. 66% ergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) als Eingangsgrösse z.B. 60% des dem Volumenstrom (V) entsprechenden Signals angenommen werden; und b) man die Eingangsgrösse softwaremässig z.B. um 10% mit absteigender Bezugsbasis erhöht, wodurch sich eine Ausgangsgrösse von 64% ergibt.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert-Zuschlag in Abhängigkeit vom Ausgangssignal empirisch ermittelt wird.
EP99917737A 1998-05-22 1999-05-19 Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe Withdrawn EP1082645A1 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH112498 1998-05-22
CH112498 1998-05-22
CH241998 1998-12-04
CH241998 1998-12-04
PCT/CH1999/000212 WO1999061964A1 (de) 1998-05-22 1999-05-19 Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1082645A1 true EP1082645A1 (de) 2001-03-14

Family

ID=25686720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99917737A Withdrawn EP1082645A1 (de) 1998-05-22 1999-05-19 Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1082645A1 (de)
AU (1) AU3593399A (de)
HU (1) HUP0101477A3 (de)
PL (1) PL344453A1 (de)
SK (1) SK17382000A3 (de)
WO (1) WO1999061964A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001011748A1 (de) * 1999-08-04 2001-02-15 Ksb Aktiengesellschaft Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen motor angetriebenen arbeitsmaschine
DE10035829C2 (de) * 1999-08-14 2002-07-18 Ziehl Abegg Gmbh & Co Kg Verfahren zum Betreiben einer Lüftungseinrichtung sowie Lüftungseinrichtung
DE102004057712A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-08 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Belastung eines elektrischen Antriebsmotors
AT518199B1 (de) * 2016-01-18 2017-11-15 Secop Gmbh Verfahren zur Detektion eines blockierten Ventils eines Kältemittelkompressors und ein Steuerungssystem für einen Kältemittelkompressor
US20230140728A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 Danfoss Power Solutions Inc. System for calibration of electrohydraulic pump start current based on engine's output torque signal

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3210082A1 (de) * 1981-04-02 1982-10-21 IWE Ingenieurgesellschaft für wirtschaftliche Energienutzung mbH, 6078 Neu-Isenburg Verfahren und schaltungsanordnung zur regelung der drehzahl eines pumpenmotors
EP0279939B2 (de) * 1987-01-29 1997-01-22 Ewald Hennel Verfahren zum Einstellen der Förderleistung einer Umwälzpumpe
DE4006186C2 (de) * 1990-02-28 1996-09-26 Ewald Hennel Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer von einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetriebenen Pumpe
AT405996B (de) * 1993-07-09 2000-01-25 Rudin Franz Verfahren zur regelung der drehzahl eines elektromotors und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE19630384A1 (de) * 1996-07-29 1998-04-23 Becker Kg Gebr Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Aggregats und Frequenzumwandler

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9961964A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
PL344453A1 (en) 2001-11-05
AU3593399A (en) 1999-12-13
WO1999061964A1 (de) 1999-12-02
HUP0101477A3 (en) 2002-03-28
SK17382000A3 (sk) 2001-10-08
HUP0101477A2 (hu) 2001-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1286240B1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Pumpen-Regelkennlinie
EP0916026B1 (de) Verfahren zur regelung eines aggregats und frequenzumrichter
DE60036720T2 (de) Methode und einrichtung zur regelung einer pumpe
EP0973082B1 (de) Verfahren zur Regelung des Drucks eines Fluids
EP0486819A1 (de) Elektromotorisch betriebene Hydropumpe
WO2010020376A1 (de) Vorrichtung zum bereitstellen eines drucks für einen hydraulischen verbraucher und verfahren zum bereitstellen eines drucks
EP3449132B1 (de) Verfahren zur detektion eines abnormalen betriebszustands eines pumpenaggregats
DE19742799B4 (de) Automatische Anpassung des Stellbereiches eines Druckregelkreises in Mehrpumpenanlagen
DE2946049A1 (de) Verfahren zum regeln des durchflusses von kreiselpumpen
EP2469094A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Doppelpumpen- oder Multipumpenaggregates
WO2012113497A1 (de) Leistungsoptimiertes betreiben einer elektromotorisch angetriebenen pumpe durch mitkopplung
EP2831345B1 (de) Verfahren zum betreiben eines pumpenaggregats
EP1356208A1 (de) Pumpsystem mit einer hydraulischen pumpe, insbesondere für ein lenksystem
EP2550112B1 (de) Vorrichtung zum ausbringen eines mediums mit einer einstellbaren temperatur zugehöriges verfahren zur temperaturregelung und zur kalibrierung
WO2009039934A1 (de) Verfahren zur überwachung einer energieumwandlungseinrichtung
DE2715712A1 (de) Regelung einer hydrodynamischen rotationspumpeneinheit
DE4111500A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur leistungsbegrenzung einer hydraulischen maschine
EP1082645A1 (de) Verfahren zur kalibrierung der drehzahlregelung eines elektromotors zum antrieb einer pumpe
EP2639657B1 (de) Verzögerungsminimierte Erfassung einer Hilfsregelgröße
DE112009001698B4 (de) Anordnung und Verfahren zur unterbrechungsfreien Versorgung eines Hydrauliksystems mit einem Fluid
DE19644961A1 (de) Verfahren zum Steuern des Motor-Pumpe-Systems einer hydraulischen Baumaschine
DE102006033026A1 (de) Verfahren zur Regelung einer Pumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums
EP4198317B1 (de) Verfahren zur förderstrom- und/ oder förderhöhenbestimmung
EP1198871B1 (de) Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen motor angetriebenen arbeitsmaschine
WO2016066473A1 (de) Kraftstoffpumpe mit synchronmotor

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20001221

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IT LI LU NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: SI PAYMENT 20001221

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010605

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20021203