BE1024101B9

BE1024101B9 - Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een inrichting met een motorgedreven verbruiker met een continu capaciteitsregelsysteem en keuze van een motor hiervoor.

Info

Publication number: BE1024101B9
Application number: BE20165824A
Authority: BE
Inventors: Keyser Karel De
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-01-16
Also published as: BE1024061A1; JP6940520B2; RU2713457C1; BR112018071021A2; BE1025415A1; BE1025417B1; EP3443630B1; JP2019520014A; BR112018071021B1; BE1025416B1; CN109075563B; BE1025416A1; EP3443630A2; US20190154024A1; BE1024061B9; CN109075563A; KR102297053B1; FI3443630T3; US10935016B2; BE1024101B1

Abstract

Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een motorgedreven verbruiker uitgerust met een sturing voor het regelen van de capaciteit of van het vermogen van de verbruiker, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de volgende stappen omvat: het bepalen van de thermische staat van de mater door rechtstreekse meting op de motor; en- het beperken van de maximum capaciteit of het maximum vermogen van de verbruiker in functie van de voornoemde bepaalde thermische staat.

Description

(73) Houder(s) :

ATLAS COPCO AIRPOWER naamloze vennootschap

2610, WILRIJK

België (72) Uitvinder(s) :

DE KEYSER Karel 2610 WILRIJK België (54) Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een inrichting met een motorgedreven verbruiker met een continu capaciteitsregelsysteem en keuze van een motor hiervoor.

(57) Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een motorgedreven verbruiker uitgerust met een sturing voor het regelen van de capaciteit of van het vermögen van de verbruiker, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de volgende stappen omvat: het bepalen van de thermische Staat van de mater door rechtstreekse meting op de motor; en- het beperken van de maximum capaciteit of het maximum vermögen van de verbruiker in functie van de voornoemde bepaalde thermische Staat.

BELGISCH UITVINDINGSOCTROOI

FOD Economie, K.M.O., Middenstand & Energie

Publicatienummer: 1024101 Nummer van indiening: BE2016/5824

Dienst voor de Intellectuele Eigendom Internationale classificatie: H02H 6/00 F04D 1/00 H02H 7/085 H02P 29/64 F04B 49/06 F04D 15/00 F25B 1/053 F25B 49/02 Datum van verlening: 16/11/2017

De Minister van Economie,

Gelet op het Verdrag van Parijs van 20 maart 1883 tot Bescherming van de industriële Eigendom;

Gelet op de wet van 28 maart 1984 op de uitvindingsoctrooien, artikel 22, voor de voor 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op Titel 1 Uitvindingsoctrooien van Boek XI van het Wetboek van economisch recht, artikel XI.24, voor de vanaf 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op het koninklijk besluit van 2 december 1986 betreffende het aanvragen, verlenen en in stand houden van uitvindingsoctrooien, artikel 28;

Gelet op de aanvraag voor een uitvindingsoctrooi ontvangen door de Dienst voor de Intellectuele Eigendom op datum van 04/11/2016.

Overwegende dat voor de octrooiaanvragen die binnen het toepassingsgebied van Titel 1, Boek XI, van het Wetboek van economisch recht (hierna WER) vallen, overeenkomstig artikel XI.19, § 4, tweede lid, van het WER, het verleende octrooi beperkt zal zijn tot de octrooiconclusies waarvoor het verslag van nieuwheidsonderzoek werd opgesteld, wanneer de octrooiaanvraag het voorwerp uitmaakt van een verslag van nieuwheidsonderzoek dat een gebrek aan eenheid van uitvinding als bedoeld in paragraaf 1, vermeldt, en wanneer de aanvrager zijn aanvraag niet beperkt en geen afgesplitste aanvraag indient overeenkomstig het verslag van nieuwheidsonderzoek.

Besluit:

Artikel 1. - Er wordt aan

ATLAS COPCO AIRPOWER naamloze vennootschap, Boomsesteenweg 957, 2610 WILRIJK België;

vertegenwoordigd door

VAN VARENBERG Patrick, Arenbergstraat 13, 2000, ANTWERPEN;

een Belgisch uitvindingsoctrooi met een looptijd van 20 jaar toegekend, onder voorbehoud van betaling van de jaartaksen zoals bedoeld in artikel XI.48, § 1 van het Wetboek van economisch recht, voor: Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een inrichting met een motorgedreven verbruiker met een continu capaciteitsregelsysteem en keuze van een motor hiervoor..

UITVINDER(S):

DE KEYSER Karel, c/o Atlas Copco Airpower N.V. Boomsesteenweg 957, 2610, WILRIJK;

VOORRANG:

12/04/2016 BE 2016/5256;

AFSPLITSING :

Afgesplitst van basisaanvraag : Indieningsdatum van de basisaanvraag :

Artikel 2. - Dit octrooi wordt verleend zonder voorafgaand onderzoek naar de octrooieerbaarheid van de uitvinding, zonder garantie van de Verdienste van de uitvinding noch van de nauwkeurigheid van de beschrijving ervan en voor risico van de aanvrager(s).

Brussel, 16/11/2017,

Bij bijzondere machtiging:

BE2016/5824 .1 herkwi j zo voor feet beschermen van een elekt r.isone motor van een inrichting ®et ses motorgedreven verbruiker met sen continu capaciteitsregelsysteem on keuze van een .motor hiervoor.

____________________________________________________________________________________

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische motor van een motorgedreven verbruiker met een continu ca pe c z f ei t« rege1 sys teem.

Meer speciaai# boon niet beperkt tot# heeft de uitvinding betrekking op een verbruiker in de vorm van een compressor voor het comprimeren van gas en aangedreven door een sie kt ris one motor >

.15 in het geval. van een compressor wordt de oapaciteit van de verbruiker uitgedrukt in het maximum debiet samengeperst. gas dat de compressor kan leveren# bijvoorbeeld uitgedrukt in liter per tijdseenheid# bij opgelegde inlaatvoorwaarden van het aangezogen semen fe persen gas. Do maximum oapaciteit van een compressor hangt neue semen met net maximum vermögen van de compressor# waarbij het vermögen afhangt van de voornoemde oapaciteit en van de druk aan: de uitgang van de compressor,

Bij compressoren kan de capaciteit bijvoorbeeld geregeld werden deer het toerental van de elektrische motor te tegelen om ofefe bepaalde druk; fee feandhgwn sen fee uifegaug van de compressor., Wanneer deze druk bij dergelijke regeling bijvoorbeeid dealt omdat het verbruik van samengeperst gas toeneemt# dan zal de sturing voor het regelen van de oapaciteit het toerental van de motor doen

BE2016/5824 toenemen oxs aldus het geieverde debiet samexageperst gaa te verhogex; sn daardoor ook opnisuv de beak stroomafwaar ta van de compressor te doen stijg&n,

Da regaling van de capaciteit gebeurt in dit geval dus door regaling van het teerentai.

o oxnpre sso ren inia at schoepen andere types capacité!tsregelingen bij die zijn uitgerust met variabele of met variabel nitiaatsoboepen die verdraaibaar zijn rond hun lengteas en op die sanier hot debiet van het gas doorhee.n de compressor kunnen beinviceden.

Het ia bekend dat het vermögen van compressoren afhenke 1.1 jk ia van de omgevingscondities. .31 j voorbeeld een konde inlaattemperafcuur en een hege omgevingsdruk zullen dein iaatdensite.it van het asngezogen gas verbogen, wat een verbog ing van de capaciteit en van het vermogensverbznik m e t s 1 c h ne eb r e n g t,

5Ö bijkomend is hot evens ex; s bekend dat net vermögen kan foensmen over de levensdnur# voornamelijk wegens verhoogde variieren en iekken.

Aangesien da elektrische sxotor typisch de dnurste of op een na duarste component is van een compresserinriehting# kan geen ri sico genomen worden ci; bel ontwerp van de grootte van de componenten, Onzekerbeid met betrekking tot de bedrij fscond.it les en het veroaderingsgedrag brengt een significant comp remis met zieh mee zen guns te van bet overdiixens ionersn van de motor.

BE2016/5824

Belangrijke elektrische motordefecten zijn thermisch ye re le tee 3rd, bij voorbeeld door hef degraderen ran de isoiatie ven de windingen bij hege tenpetni bren en voornamelijk het falen van de anti-wrijvinqsiagers wegens degene.raf.ie van de entering bi j bogere temperaturen. here temperaturen werden voornameiijk beinvioed door d.e mechanische belastleg en de koelingomstandigheden van de motor.

.10

Volgende werkwijzen werdest heden toegepast cs de elektrische motor te beschermen.

Een eerste gehende 'werkwijze voor het beschermen van do 15 motor beroot op sen conservâtieve keuze van componenten gebaseerd op een schatting van het vermögen en van de koelingomstandigheden in een hypothetisch ergste-geval.

scenario·..

Tijdens ontwerp worden het. vermögen en de koelingomstandigheden van de motor geschah op basis van een vermoeden vast de ergst.e we rkl ngsconditi.es en van een s 1 ee h t s t e p r e s t a f i e v e r m .i n d e r i ng s f a c t o r w sa g e n s v a r o u de r i ng. De odhdities worden typisch goscha.t door de compresaorfabrikant, terwijl de bepaling van de vereiste grootte van de elektrische motor typisch wordt uitgevoerd door de motorieverancier, waarbij doorgaans uitgegaun wordt van een hoogb f mbbwaa r s bh X. j ml. 1 j ke “-mua h-mbdé i X j ke e X t n et. ie » Een nadeel van de eerste gehende werkwijze is dat tij sorgt voor ear; overdimexisionerixig va h de elektrische motor.,. typisch met odd factor van 20%, wool hek greetate dee1 van

BE2016/5824 da wecklngstidd van pign levenabdac* IM levestskhsf van da inrichting wordt daardoor significant verhoeqd.

Cere overdime??sio??eri??g dcet rich trouwens voor op twee niveaus, namelijk op het niveau yen do compressor£abritant doer een overschsttinq -van hat vermöge?? in hei. siecht ate gevsi,. on, op het niveau van de motor iovara.n.cior wegens schattingon gopaard gaande met de schatting van de thermische Staat van_: de motor uitgaande yen de slachtete v e r ? sog s n s - o ?? koe .1 i ng s o pe o i £ i c a t i e s„

Een ander nadeei is dat de werkwijze geen garantie biedt in resle tijd dat Os schaff Inger? en vsronderste.1. ii.ngsn goldig blijven of gerespecteerd worden tijdens do levensduur van da elektrische motor, Immora, een vormisderde ievensdaor van de motor en een vrpegtijdigy onve wacht fated zijn elements?? die kenne?? voorkamen.

twesoe oekende aerkeihre herast op eo??

'©verbelasfcings*bescherming gebaseerd op een schatting van het elektrisch vermöge?? on va?? de koelingscondi ties.

Deze tweede werkwijze maakt typisch gebruik van:

55OV ϊΐΐ^ΐΤ C-OriT 5 ΪΉϊ v-îîïî&C ΐ t* iFÏ ίΤί?'*' reg e 1 s y a te es? ;

- een elektrische motor gekoeid door middel. van een koe Imodium, bijvoorbeeld. lucht of wafer;

- een iseettccotei dat de {garniddaide) sfrogs? ’seat in eer? fass of in alls fasen van do elektrische motor; er?,

- son. meetapparaat dat do temperatuur van hot koeimedium

BE2016/5824

Bij deee tweed® wefkwij'W wordt: bet aetbeel mechanisch vermögen geschat doer het regelaysteem gebaseerd op de hnidrgc meting van da stream an. de tempere tudr: ee vereaderstelliegen in verband met spanning, Vermögens fact, or en mctorverliezen.

De nui digs toe lings corsai tre yah de meter word! in dit gehet geschat, gebaseerd c-p de gemeten inlaattemperatuor van het koelmediom, sen ( impiiciete) veronderetelling van de densiteif van het koeimedium, hef koeidefoiet an de wa rmteoverdraoht sprestst lee < wordt den geconverteerd t oe 1 a a t hear mechsni set conversieregels die doer gegeben.

De z e a c t u e I e k o e i i ng n c o n d i t i e naar een actues! maximum vermögen, gebaseerd op de motorleverancier worden

In het geval daf het regel.sysf eem deteoteert dar hef geschabte actuee'i. mechanisch vermögen het maximum toeiaathaar mechanisch vermögen overschrijdt, wordt de maximum capaciteit van de compresser afgetopt, net is te seggen beperkt, om de elektrische motor fegen overbelasting te beschermen, Typisch wordt een PI- of PI D-~.regel kring geactivserd om hot gescharte aofueei mechanisch vermögen te verlegen tot hef setpunt van her aetoeei maximum toelaathaar mechanisch vermögen, Het regelsysteem laat typisch gel.eidel.ijk meer capaciteit toe. wanneer het vermögen is afgenomen tot beneden een grenswaarde gehnrende een bepaalde tijd.

Deze tweeds werkwijze voor het beschermen van de motor .biedt twee voordelen, nameiijk dat:

BE2016/5824 ~ de specificaties van de compressorfabrik&nt versoepsld kunnen worden van hoogst-onwaarschijniijk-maarmogelijk tot. reaiio-tisebe »rechtste condition ~ er een zekere vor.m van reële tijd-bescherming van de 5 motor is.

De tweede werkwijze heeft nochtans meerdere nadelen, meer bepaald dot ;

IS de méthode is indirect in het schatten van de thermische Staat van de motor, waarbij in feite alio onderstaende relevante factoren niet joist worden geëv&lueerd en bijgevolg moeten gecompenseerd worden door sen overdimensionsring, wat do kostprijs van de motor doet toenemen:

o afwig king van de spanning; o onbaians van de motorfasen; o läge donaite.it van het koelmedium; o onvo1doen da debiet van /het k coImediurn;

o onvoldoende warmteoverdracht over een (interne)

wa rmf ew .1 see iaa r .laat she;	wegens	vervailing	van deze
o de a ecu rant he.id stroom; d: bntorobet;	van de	gerieten	elektrische

-- de motorleverancier ie conservât ref. in het. specifleeren van de conversieregela aangezien hij nog steeds de thermische staat van de motor moet schatten enkei nan de hand van twee parameters;,

BE2016/5824 typisch is het systeem nerveus wegens te körte tijdsconstanten van de elektrische: stroom.. hcr ta varieties van de gerneton stroom kahnph onnodige rescties van het regelsysteem met zieh meebrengen;

de werkwijze voor het beschämen van Je motor meet tijdelij/k: worden aitgesdhskdld tijdens het opstarten van de motor ver.mits hege strömen opireden bij het opstarten;

meetapparaten voor net sieten van elektrische stroom zijn dear;

het systeem meet per mohdrsroPtte m “installâtis worden geconfigureerd;

voor groter e motoren wordt het. meetgppstagt voor elektrische stroom typisch voorzien op kl an tnivean, sa t he t procès bij ixriiensts t e 11 ' i n g comp 1i cee r t omd a t; o een fysische verbinding xnoet worden gedankt met het compressor rage leysteem;

...........o de ' ' 1 n / On t inter f a ce_: van he t : extern ' ' ' streams i g na a i zon gekaiibreerd. meet er; worden tijdens indiens is tailing,, wat bij na nooit wordt gedaan aangezien het te emslachtig is;

d de disci sie van het meetapparaat voor; elektrische stroom is niet gefcsnd tijdehs het ontwexp van de motor, waar door sen waarde in het ärgste·· ge vai scenario moot worden asngenomen, welke impliciet

....................aanl.eiding................geaf t.................tot.................een................hijkomende overdimsnsioner i n q ;

BE2016/5824

- hei systeem hangt af w« twee ingangrslgnaieb:, nameiijk een strbem gn een temperatuur, die diet met elkaar te vergelijken zijn, waardoor een zeifdiagnoseévaluatie met kan worden geï.mpl emeet card..

De uitvinding heeft tet doel. aan één of meet van he voornoemde an aridere nadelen een oplossing te feieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van eon motorgedreven

verbruikor u i tgcrus t	met	een sturing	voor	bet rcgelen van
de capaciteit of van	bet vermögen;	van	de ve r brn 1 ke r,
daa rdoor gekenmerkt	bat	de werkwijze	de	v o 1 g e n d e s t a pp e n
os;vat :
·· het bepalen	van	b e t h e r m i s c he	staat van de motor

door, rechtstreeksc meting op fie motor; en, het beperken van de maximum capaciteit of het maximum vermoger; van de verbruikor in fundtie van be voornoemde bepaalde thermische Staat,

Op die manier wordt een nienwc regelmetnode voorgesteId die de capaciteit van de compressor aftopt op basis van directe met ingen van da thermische staat van da elektrische motor, bijvoorbeeld door het rachtstreeks meten van de t empe r aid t en. vam een of meet elektrische windingen tDW- Wi en/of van de temperaturen van een of meer lager;;.

De elektrische motor is in dat geval uitgerust met sensoren voor be temperatuur vdb be windingen en/of van: de lagere welke direct y orbcn.de n zijn met de sturing voor het rege led van de capaciteit van de verbruikor, De sturing zaî de debieteapaciteit van de compresser en her vermögen af toppen wanneer: een : wn de thermische ümieten bereikt of

BE2016/5824 overschreden wordt, net is te zeggen wanneer éèn van de gemeten temperatnren een voor«f ingestelde maximumwaarde van de temperatuur: bereikt or overschrijot, waarbij voor elk van de sensoren, of voor minstens een deel ervan, een overeenstemmende maximum temperatuur is ingegeven.

Evaluable van de thermische Staat van de motor kan afhangen van èen van of elke mogeiljke çoohfhatie van de volgende gemeten temperatnren dra gebruikt. worden Poor de .10 mo t o r. ο nr. we rp ers:

- de absolute temperatuur van hen of meer winding(en) en dit gemeten op één of meerdere pos.tf.ies lange de windingen;

her. temperatuurverechil tussen de motorwinding en de IS inlaattemperatnor van het koe Imodium, de zogenaamde ~ de absolute temperatuur van een of meer lager Ca}, rodpeoiievelij;k van één of meer lagers CWl aan het gedreven uiteinde van de motor en/of van één of meet lager (s) (NDEJ aan het. niet gedreven aiteinde van de motor:»

De directe aanpak van da werkwijze volgens be uitvinding elimineert de nood voor achat fingen en vermoedens ven alle 25 soort.cn zoals hierboven beschreven, Dit biedt het voordeei dat overdiraensionering kan vermednn worden en daaru.it een kleinere »motor zal resulteren met een lagere kost, Xnderduad, de specificaties van de compressor fahr.i kaut kennen versoepeid worden van de hoogst-onwaarschijniijke3ö maar-mogeli j ke conditi.es near condition, terwijl hij de rea1isti sehe -e rgs ta -ge v a1 mo t or1everanc i e r all e me t. o r i e v e r a n c i e r

BE2016/5824 ver onde ,rs toil Ingen cet betrekking tôt een schatting ver; de thermische stunt va?: de moto.:? kanne?: werde?: geelimineerd, Sen ander vborhbei is dut; sensoren voor bet meten W de temperatuur veei goedkoper aijn den ceetapparaten voor het cet en va?: een elektrische stroom, wat de kost vers de Inrichting: van de mofeorgedreyen verbruiker verder veriaagt of wat toelaat om voor* dezelfde kost meerdere sensoren te bannt te·: voor een ?:anwkecr leere eysiuatie va?: de thermische

Staat van oe motor e?

va?; de motor.

daa r uit vCert v1©eiende b es eh ereine bog een voor deal is dat tempera tuer siimict en meest ai universes! zijn en onafhanhelijfc van de motorgrootfe, waardcor minder configuratie vereist is.

Daa rb i j kom t dat mbtorieveranciers typisch vgorgeinstaii.eefde temperatuursensoren a and i eben aie eex; optie, wat een voordeel biedt in termer· van integratie en . logis t i e k... .vobif.. da.. .compressor fuhr i tant ;,..................................................................................

dog eers ander voordeei is dat. een inrichting voliedig kan voorbereid en gecontroleerd worden door de compressorfabri kant en dat bahdalingen coals aansluiting, kalibratie, validafie, en dergeiijke bij de indienstelXing kannen werden: I oee limine e bd,

Een bijkomend voordeel is dat de thermische tijdsrespons van dé inrichting veel. tracer wat de dÿhemicâ van het regelsysteem preferentieei vest minder nervous maakt dog sen extra voordeel Is bat er bij toepassing een werkwijee volgens de uitvinding oee?; .noednaafc is om het

BE2016 5824 regelsysteem gsdnren.de het opstarten uit te schakeien om sen motorni?tschek?eiing ten gevolge: van strdompiekeh te tcicrkosst. De tijd die bij list operation nodig is om de motor te oververhitten is jäB zanger dan de opstartfijtL

Big vosrkeur wordt bi j een driefasige motor de tepperetuur: van, de dr io rwikkelingen g erne ten. JSen eel fdlagnosesys teem kan dan worden geimpiemsnkeerd om het feien yen een van de sensoren te detecteren en om aides een ongewensfe.

vcbrfoerige onmiddeiligko uitschakeiing van de? motet en van de ssngedreven verbrniker te voorkomen. Uit het cogpunt van een zeifdiagnose van de sensoren rou de werkwijze er bigvoppfeeeld in kronen voor.tien om elk signaal van de drie sensoren te mergelig ken met de twee anderen om een defects sensor te kunnen detecteren bij een te grote afwig king on om dan het signaal van dace defecte sensor, ai dan niet na c on t r c i e, t e n e g e r en Een vp or dee i v a n meer der e on a f banker, i j k e sen sorer is dat statistisch gesien de nauwkeurigheid significant hoger is dan in het ?gevai_: van een enkei {elektrische stroom-j meetapparaat.

De: werkwigre voor het beschermen van. de elektrische motor kan ook foegepast werden op andere types aangedrewn vetbrnikere coals? expander a.? pompeh, ventila tors#: koeisrs, met een confinn en dergelijke die nitgernst sign oapacdteitsregelsysteem dat goschikt is cm het vermögen af te topped, bijvoorbeeld door aa:npaseing van het foerentai, . d ο o r....................regaling.....................van...................i n i a a t ieiedhpepeh.....................en/ of uitiaatieischoepen, smoorkieppen of dergsliyke om het oeoret regelen.

BE2016/5824 fee werkwijze is in het .bijtender geschikf. voou op centrifugals compressoren met inlaatleisehoepen (1GV of Inlet Guide Vanos), foepassing variabele fee uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het bescherten van een motor van een motorgedreven verbruiker uitgerusf met een staring voor het regelen van de capaciteit of van het vermögen van de verb.roi.ker, waarbij de inrichting is voorzien van sensoren voor het bepaien van. de thermische Staat van de motoi' door rechtstreekse meting op de motor en voorzien is van middelen voor het beperken van de maximum capaciteit of het maximum vermögen van de verbruiker in functie van da voornoemde bepaalde thermische Staat,

Bij voorkeur words bij het ontwerp van de inrichting de MW zc gekoren dat zijn max imam vermögen in bdmihsXe warkingsomstandigheden waarvoor de inrichting fcedoeid is

	gelijk is aan of	bij......voorkeur.....tot / ' /	maximaaii	XX ofminder
20	groter is i dsn	het vermögen	van de	verbruiker
	oversenstemmend me	fc de maximum capa	•ç_^v ί ί^-* ?'	he t maximum
	vermögen van do	verbruiker in de	betaoffer	ide nominale

wsrking somst and!gheden.

hen bijrender aspect heeft betrekking op coo werkwijze voor het kiezen van een elektrische motor bij bet catwere van een dergeli j. re i n ri oh f. ing moor nom i na 1e wetkingheondiflev, daardoor gekenmerkt dat een motor wordt gekozen met een vermögen gelijk aan of lets groter dan het vermögen van de verbruiker overssnst.emmend met de maximum capaciteit of het maximum vermögen van de verbruiker in de betreffende noma sale we r fca ngsosssfcand igbedon.

BE2016/5824

Een »aspect heeft betrekking op sen werkwijze voor her kiezen van een elektrische motor hij het ontwerp voor nominale werkingscoadities vers een inrichting volgens de uitvinding voor het aandrijvoe van de verbro.iker uitgerust met een staring voor het regelen van de capaciteit of van het vermögen van be vsrbruiker, daardoor gekenmerkt dat een motor wordt gekoren met een vermögen gelijk aan of lets groter den het vermögen van de vsrbruiker overeenstemmend met de maximum capaciteit of het maximum vermögen van de verbruiker in de betreffende nominale werkingsomstandigheden.

Een voordeel van dose werkwijze is dat een motor kan worden gekoren met een genast vermögen render: rekening te moeten houden met een zwar« overdimenaionering en doemseenario's van onvoidoende keeling en dergelljke.

Met. : het r nt ich t de kenme r ke n van de uitvinding fester aan t. e tonen, zijn hierna, als voorbeeid sonder enig .bemerkend k a r ak ter, en ke ie voorke u rd ra gende toepa sa i ngen feesch re ven van een werkwijze en een inrichting volgens de uitvinding voor hat beschermen van de motor van een vendraiker, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin;

figuur 1 schematisch eon inrichting volgens de uit v r ndi ng weargeeft;

figuur 2 een variante toont van de inrichting van figuur 1 æaar met sen extra keeling van de motor;

ftueur 3 een andere variante toont van de inrichting vau liguer 1.

BE2016/5824 in figuur 1 is bij wijze van voor neu Id egg inrichting 1 we&rgegeven met een verdruiker 2 in de norm van een compressorelement 3 mechanisch aangedreven door eon driefase elektrische motor 4 met drie wikkelingen 5, iseer bepaald één wikeeling per fuse.

De motor 4 bevat een rotor die roteer'oser in een behnizing is aangehraeht door middel van lagere, respectlevel!jk één of meer lagern 12 aan bei gedreven eiternde {bin van do motor 4, en één of meer lagers 13 aan het niet gedreven ................biternde (NDS ).....van de motor 4.

het comp restore lament 3 is voorzien van een inlaat 6 voor de aanvoer van een samen fe person gas en van een aitlaat 7

IS voor levering van samengepe.rsf gas nan een disfribetienec 8 voor samengeperst gas.

Het compresseralament 3 is vorder voorzien van middelen 9 om de capaciteit, met andere woorden bet debiet, of het vermögen van het compressorelement 3 te beperken, welke middelen 9 in dit geval worden gevormd door een smoorklep 10 of altsrnatief door inlastieischoepen in de inlaat 6.

De middelen 9 worden in dit gevai aa.ngesr.nurd door een

2.5 storing 11 in functie van Signalen die afkometig sign van sensoren 14 voor de rechtstreekse meting van de temperatuur van één of meer voornoemde wikkelingen 5 en/of van Sensoren la voor de rechtstreekse meting van de temperatour van sen of meer lagers 12 en/of 13, welke Signalen in. dit geval feruggekoppeld -worden near de sturing 11 vie elektrische bedrading 16, een

BE2016/5824

In het voorbeeld van. figuur 1 zs eike wikkeiïng 5 en elk leger .1.2 en 13 voorzien vers, één zulke sensor 14 of 15 <

De sturzng 1.1 is voor eine bet. ref fonde sensor 14 en/of 15 voorzien van een vooraf ingestelde maximnmvaarde van de temperatnur van de eikkeiIngen 5 en lagers 12 boven dewelke de max.zmum capacité!t van net compressorelement 3 meet beperkt worden o.m een verdere stljging van oie temperatuur te voorkörnen en de motor te beschermen tegen oververhitti.ng,

Hiertoe worden de met de sensoren. 14 en/of 1.5 gemeten temperaturen continu of met. een bepaalde frequentie vergeleken met de overeenstemmende vooraf ingageven mdrimnmdadrden voor eike sensor 14 en/of 15.

Van zodra één van de gemeten temperature?^ de overee.nsterrrenOe waarde bereikt of oversenrijdt, is de sturing? zo gep.togratuteerd dat de maximum oapaciteit en/of van het maximum vermögen van het compressorelement 3 wordt beperkt# bijvoorbeeld door de smoerkiep 18 of de iniaatîeiechoepen met een ingestelde waarde meer dicht te draazen, bi j voorbeeld over; een hook die 5 à 18 % bedraagt van de volledige koers van de smoorkiop 10 of van de inlaatiei schoepen.

Wanneer na verloop van tijd bij een verlaagde maximum oapaciteit aile gemeten tempe raturen onder een voor ledere se,user ingestelde ondergrenswaarde gezakt zijn# le de storing il er op voorzien om de maximum toegelaten. oapaciteit.# al dan niet na een ingestelde tijdspanne# terug te verbogen# bijvoorbeeld naar de lui ziele maximumwearde

BE2016/5824 waarvopr tie inpiohbisg 1 ohtwr pen is ©f door de smootkiap IQ terug to openan met kleine ihcrementele sprangen tot wanneer de gemeten temperatoron de ingestelde ondergrenswaarde bereikt hebben, zodat op dot cgentelik de compressor zijn maximum capaciteit ievert die op dat ogen.bl.ik moge'iijk is zonder risico van beschädig ingen in de ge ge vo n we r k i n g s on; a t a nd i g he d a n,

De .Ingestelde maximnmwaarden van de temperaturen en de .10 ingestelde ondergrenswaarden van de temperaturen van elke sensor kunnen gelijk of ve.rsoh.iilend zijn.

Da sturing 11 kan optionee! voorzien zijn van een algoritme voor sen relfdiagnose van de Staat van da sensoren 14 op de wi.kkeii.ngen a door onderlinge vergalt j king van da temperature« gemeten door de aria desbetreffende sensoren 14# waarbij een sensor als defect wordt beschouwd wanneer de temperatnur gemeten met deze sensor 14 meet dan sen zekere ingestelde waardo afwijkt van de temperaturen ges-aten met de twee andere sensorsr 14. in dat gavai kan de sturing 11 de meting van de defects sensor 14 negeren en/of een indiratio geven aan een operator zodat de sensor kan nagezien «π/of desgevallend vervangen worden.

2S De inzichting van figuur 1 verschilf van deze van figuur 1 doordat in dit gevai een keeling 16 is voorzien die in dit gevai wordt. gevormd door. een ventilator 17 die ©mgevingslucht als een ko©Imodium 18 rond dé motor < bleast an dat. er sen bijkomende sensor 15 is voorzien voor de mot log van de inlaattcmperatuur van het koe.lmediam IQ.

BE2016 5824

Π

Voor elke sensor 14 en IS of voor minstens een duel erven is dit geval in de storing 11 vooraf een maximumwaarde ingegeven voor het temperatuurverschil tussen de gemeten temperst uur van de betreffende sensor 14 or IS en de inlaattemperatuur van het koelmedium gemeten met de sensor

19.

De werkwijze volgens do uitvinding bevat in dit geval de vo 1 g e nde a 1t. e r n a t i e v e o f a d b .·. t i ο n ale s t a pp e n :

~ voor minstens èén sensor 11 of '15 het bepalen van het temperatuurverschil tussen de voornoemde inlaattemperatuur van het koelmedium It en de gemeten temperatuur van de betreffende sensor 14 of 15;

- het continu of met tijdsintervallen vergelijken van bit temperatuurverschil met de overeenstemmende vooraf ingegeven maximumwaarde van het temperatuurverschil voor de betreffende sensor 14 of 15;

het beperken van de capaciteit en/of van het vermögen van bet compressorelement 3 boor verdraallng van de smoorklep 10 ever een vooraf ingestelde bosk pahneer bet temperatuurverschil van minstens èén van de sensoren de overeenstemmende maximumwaarde heeft. bereikt of overstijgt,

Het beperken van de capaciteit van het compressorelement 3 op basis van do gemeten absolute temperaturen of op basis van de temperatuurversehrlien kan .apart of in combinatie wo r de n t ce g e pa s t, in figuur 3 wordt een alter bat ip ve I nr renting.....volgens de uitvinding weergegeven reals dare van figuur 1, .maar met dit verschil dat de middelen 9 om de capaciteit of het

BE2016/5824

Î8 vermögen van toot compressor element 3 te re ge l. on nd worden gevormd doer eon variabel« toerentairegeling 20 van de motor 4 en due von het compressoreiement 3 ter vor vanning von do smoorklep 10 of iniaatieiscbcepen in figuur 1.

11111111111111111111111111111111111111111111111111111)^ te bescherming von do motor 4 tegen oververbitting kan in dat geval geben ton door eon analoog algorisms ala in het geval van do inricbfing von figuur 1 maar met dit verseht! dat in dit geval de capaciteit door do sturing 11 wordt id beperkt door hef toerental met een torero waardo to veriagen.

Een bijkontend verscbii met de uit veer i ngs vorm von figuur 1 is dat. bij de iaatsto uitvooringsvorm niet elke winding 5 on niet elk lager 12, 13 ia voorzien van een sensor 14 of on dat in een winding 5 .moe.rdo.re sensoren 14 zijn voorcion over de langte van de betreffende wikkeling 5, be middelen 9 voor het regelen van do capaciteit van do verbruiker 2 rijn beperkt. tot do hiervoor beschreven smoork1 op ; id, iniastlei sehoepen of variaboie toeren.ta.1 regeling 2Ô, maar können ook op andere manieron werden getsaXiseet'b, bigveerbeeId id de verm van variabeXe diffuser sehoepen of dergelijke. Een combinatie van meerdere types van middelen 9 behoort ook toch de mo gel ,1 j khédeb.

be uitvinding is n.:. et beperkt tot foepassing op een compressorslament 3 als verbruiker 2, maar is bijvoorbeeid ook toepasbaar expanders; pompen; Ventilatoren, koelers, en dergelij ke.

BE2016/5824

Er wordt benadrnkt dat de werkwijze volgens de uitvinding geen gebruik maakt van stroommotingen of yen geschatte parameters maar enkel is gebaseerd op rechtstreekse temperet u urme t i ngen,

Volgens een bijrender aspect von de werkwijze zijn er voor minstens één wikkeling van do motor twee of meer sensoren voorrien lungs de Iengte van de wi. k feeling.

1Ô Volgens een under aspect van de werkwijze is de motor voorzien van drie of roe er sensoren voor het meten van do temperatuur van de wikkelingen en dat de werkwijze de stap omvat van het uitvoeren van een zelfdiagnose van de sensoren door onderiinge verge!1jking van de temperaturen

IS gemeten door de sensoren en van een sensor als defect te beachouwen wanneer de temperatuur gemeten met deze sensor meer dan een zekere Ingestelde waarde afwijkt van de temperaturen gemeten met de andere sensoren.

Volgens sen bijzonder aspect van de inrichting is de elektrische motor bij ontwerp voor nominale werkingsomstahdigheden zo gekozen dat zijn maximum vermögen geiijk in aan of lets groter is dan het vermögen van do verbruiker ovâreenstemmend mot do maximum capaciteit of het maximum vermögen van do verbruiker in de betreffende notiiha le wer ki nge oms t a nd i g h e de η,

Volgens een ander aspect van de inrichting is de elektrische motor bij ontwerp voor nominale wezkingsomstundighed.en zo gekozen dat zijn maximum vermögen maximaal SI, iiever nog maximaal 21, nog liever max.imaa.1 1% groter is dan of bij voorkeur geiijk is aan net vermögen

BE2016/5824

2.0 van de verbrniker overeenviennent met de maximum: capaciteit of het maximum: vermögen van de verbruiker in? de betreffende n omi na lé mer k ίn gemme tand i g h e d ο n <.

De huldige uitvinding is geonszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm,en, doch een dergelijke werkwijze en inrichting kunnen volgens verschillende verrenken worden verwereelijkt? render buiten hot kader van de uitvinding te treden .

BE2016/5824

Claims

Conclusies

1.- «erkiôjze voor het /feeechermen van een elektrische motor yah eon motorgedreven vorbruikor uzt. gerast met een staring voor het regeiad van de.' capaoiteit of yah. bet vermögen. w de verbruikef_f daardoor gekenmerkt dar de workerjoe ds yolgende steppen omvatx

-: het bepalen van de thermische sheet ^var; do motor ....................door.......reobtstreekse........meting.......op de beperken van de maximum capaciteh vermögen.: van de verbruiker:

motor; sn- of het mux imum furet ie van de

voornoemde he ps a ide: the rmi ©c he s t ahi.
2.- he rkwi j zo i volgens conoids id 1, dear door gekenmerkt. gat de elektrisch«: motor is voorzien van Pen of meer elektrisch«' windingen en van den of meer iage?ts:, wannbij voor hot......bepalen van.....de.....theemisehe Staat yah de motor de werke!jee: de :ntap^: omvat van? het: meten Ven de temperatuur van? den of meer wind indan: en/of van den cf meer: isoors.
3.- der keine«:: volosns oönoiueie daardoor gekenmerkt dal voor het meten van do tempera:tour gebruik wordt gemaakt van 25 een of meer Sensoren waarvan het: signaai rechtstreeks aan de voornoemde : shar ing t?ernggekoppeid: wordt .

.30

4.- Werkel ige :: volgens conclusie 3,. daardoor gekenmerkt dat voor elk van mine tens een deel yah: de voornoemde sensoren vooraf : ee n maximumesarde van do : tempefatnur.....is i ngeg©van in do staring on idat de eetkyigz« de vbigsnde? stappen omvatr

BE2016/5824 iö ~ vôpr minstens ebb sensor het continu nt pet: beena i co titdeintervaiian vetgeiijken van de gemeten temp®rathur met: <& overenosie wende: von ref ingegeven max i mu mwa a r d e ;

- het beperken van de maximum capaciteit Oh/oi van het maximum vermögen van de verbruiker met een voornt ingenteIda w ea r de wanneer da gemeten temperatuur van de sensor; he over sene bewende meximubhaarde heeft: bereikt oh overstijgt.

hi~berkwijze volgens conciusie 4, daardoor gekenmerkt dat wanneer he tamparainnr van· he sensor gebaaid is tit order do eve teen stemmen he maximumwaarde, de maximum capaciteit of het maximum vermögen van do verbruiker ter eg wordt: verb-ohgd

IS tot wanneer de be t raffundo Wximhmwsutde werbt

0Orelkr.

<»:·«· Wrkwijrs volgens één van da ednclusins: 3^: tot: daardoor gekenmerkt dat de motor is voorzien van twee of meet.....sens or en / veer het meten van : de temper abut r etc dat do

SO werkwi j ze be : stop omvat van bet bepOrkeh van ;.d@. maximum capaciteit of van het maximum vermögen van de verbruiker

................wanneer voor : nihérens : een van· ooze set so r on he g erne t en:

temperatuur be evoreonstowonde maximumwaarde heeft hdinikU oit 0 Vans tilgt ;

S,

7 Workwijxe volgens één van da voooluovoo 3 tot &_fdaardoor gekenmerkt dat do motor voorzien is vaneon koeling met hahulg: van ooh koelmedium on dab voor oik van mins teas: eon heel van do vobrhoomde sensoren vooraf in he staring...........een ..: maximumwaarde: is............ing eg even voor............het · tamper a tour vers chi 1 tussen: he gemeten: : temper a in nr van da

BE2016/5824 betreffende ; sensor ne. de i;n laaf trompete, tuur' van he;

hot bepalen W de in leaf temperst so jx van het koalmadiaa ean de ingang van ds koeïirog??

vpef ; binsteds den sensor bet bepalen -va g hrot t es· per ate n r v e r soh i 1 t n s s e n de v o o r noerohe ihlastfrodperrotnut sen hrot koeirrodiam eu de gehiroten temperatuur van de ibefreffrordro sensbrr

- het continu of met fiidsintervalled verge!ij ken van dit temperatuurverschii met be overeenstrommroede vocrai ixxgegevee we idem want be van het tebperetuurverschil voor; de betreffende Sen set.;:

hrof beperken van de espabiieih en/of van het Wfdhgroh/ vah de verbruiker doi; een voûtai idyesielbe waar de: ^: wanneer het: tempe rat gory e r s ch i 1......: van.....mi net .robs.

20 :8,/- Werkwijze volgens borelusiro 4 or /of gckenxner kt bat de màrimum capaciteit of

.................vermögen......van de......verbruiker.....tenue......böget wordt ingesteld badat de genet en temperature© en/of tesperat su f ver; sehr lien tsrug order een veut iedere sensor ingesteide waarde grosakt

25 xrn:_; ai of niet ns ver loop van een ingea froid t i i os 1st e r v a i.

s.- derkwrjze Velgens één van de worgäanho conclusies, dàafddor groks amer kt daf het bepalen van de thermische Staat s van . 30..........van........de.......m.o ter......a f h a r ko i i j k kenmerken oi : van os even welke ketmier ken * één van de vo1g e nd e eonbinarle von bese

BE2016/5824

- do absolute temperatuur van minstens één van of van alle windingen, in één enkel punt van d® winding of in meerdere punten over de langte van he winding;

S - het tamper nt earvers chi I tureen minstens één winding eh de iniaahtemperatgar van het kealmadium;

- de abspiute tempera taut van dihakend één lager.

IO.- derdwijee volgens één van de voorgaande conclusies, 3.0 daardoor gskdnmdcfcc dat de verbruiker een Is: nit de ///////////Odigendi//inidil/:iimrilliell/lri|iai/i/l//////////////////////l//////////////////////////////////////////

- een compressor ;

~ sen expander;

15 · een posip;

- een kopier.

1,1, - Werkwi ina volgens......één.....van de voor n a a nde.....c ο n c 1as ide,

20 daardoor gokenmerk xt:tsdô::ttssda verbrui k e r vooraies ..........X ............ X <Xii middelen om i het ve mögen te beperken, welke: middelen nostnurd .....worden......... door........de...... voor n oemde :........staring-..... van de

capacité.

25 12.” Werkwijze volgens conclude II, daaxdpor gekenmerkt dat de middelen on de capaciteit cf het vermögen te bepacken werden: gevprmd boot een Of meet middelen uit do volgende niet /iimitatleve .lilstd “ variabeie islestsehoepen (IGV of Inlet Guid® Vaness;

” een spoorkien;

- variabel toerental.

BE2016/5824

13. ··· Wer kvi i/o a volgens: 0one los gekenmerkt dat be verbruiker een : me t g e a fcu n rde var ru e© r e 1 n.:. aar. z z. iin over een ko© r g van maxi ma ai waarbij, voor het bemerken van vermögen van da verbruiker oversobr1Idea van een voornoere

.i'v tn 12, deardoor bij het bereikon of e maximumvaarbe van do gemeten temgeratu.br of ä bet: temperatourvetephil,: de inîaatschoepon over S à 10 i van be voornoemde koera vlrbpâaib werden in de dreaizin van epen naar fee.

berkwijze veigene cangluefee 10 /^//^1-/////////:81:^:^/33:8^3^:3^:^/ gokenmarkf bat be verbraiker een nempresser is met een 15 toerentalregeling van he motor, waarbij, voor bet neperken van be rape eitelt Of van bet vermögeg _: yam de v e r b r 0 / k e r bij bet boreiken of oversehrljdnn van een voornoemde:

îkabimsmwaarde i van be gemeten: tempe rat gar of van bet t emp © r a t n u r v e r s cb i 1. > het to ©rent a 1 over 5 a 10 % naar

20 beneden wordt oereoeld.

ibi- perkwrjze voigens een van voorgsande eonolusres, daardoer gekenmerkt dat be werkwijze temperatnormetIngen ia gebaseetd.

Ri? 1 Op v<sn eon voor ill/ $/00 be is i.·,·,*. v».w< > j;·* ,-Λ, .-. <·^ ·: ί fe motor maxi mum

verora.;. ter, oaarooor gerenmerat eat oe inr.i voorzien van sensor o r : voor het b e p a 1 e n van de thermische ©tgat van be motor door rechtstreekbe meting op <

vooreien is van mibdeien voor bet beperken van da maximum

BE2016/5824 capaclfeit cf het maximum vermögen van de verbruiker in functie van de voornoemde bepaalde thermische étant,

O,~ Inrichting vclgeds nehdieaie 16, daardoor gokennenkt S dat de elektrische motor is voorzien van van: of meer elect rische windingen en van één of meer lagers on dat be: middelen voor het bepalen van de thermische Staat van de motor worden ; ge vor md door één of meer sensores voor het meten van da ; temperatuur van één cf meer windingen en/of iO een_: ci meet Sensoren voor het meten van da tempe re tour van één cf meer lagers, waarbij: voor elk van minztena een deél van co seneoren eon mnximamweatha van do tewperstnar is ingesteld en waarbij he staring zodanig is dat wanneer dc gemeten temperatnur de overeenotemmenoe ingestelde

15 maximumwaardo bereikt of overstiggt, be staring de maximum ca pad Pert o i het: maximum vermögen van be verbruiker zal vorminderen. :

X:B. Ihr hob t i ng volcans eonéioei e 15 of li, daardoor

20 gekenmerkt: dat de elekttisohe meter is voorzien van een keeling mot behuip van een koelmedium on eon sensor: voor h e t m e t e n v a n d e ici a a 11 e me e r a t u u r van ne t koe imed i um. aan dc ingang van de keeling, waarbij voor elk van minstens een deel vas de vdornoepde sensuren een maximumwaarde fs

25 ingesteld voor hot romperatnnrveracht1 tussen de gemeten temperatuur : van een betreffende sensor en de in 1 as t tempera h a ur van net koe 1 me d i um en waa roi g de sturing zodanig is: : dat: wanneer het tomperatuurverschil de overeensrammende: ingestelde mawimgmwaatde beteiki of

30 cverst 1j g f, tu st uri n g de ms xi mnm oapa oî toit of het maatm am vermögen van de verbruiker val. verminderen.

BE2016/5824

19.” loris daardoor oemaakt wo ;btirg volgens één van da donciusiee ln tot 18, gehenmerkt dat voor de staring enkoi gebruik rdt van,_: vosrriOemdo ssnsoren voor da iomns-tataur.,

B E2016/5824

Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een inrichting met een motorgedreven verbruiker met een continu capaciteitsregelsysteem en keuze van een motor hiervoor.

5_____________________________

Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een motorgedreven verbruiker uitgerust met een sturing voor het regelen van de capaciteit of van het vermögen van de
10 verbruiker, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de volgende stappen omvat:

- het bepalen van de thermische Staat van de motor door rechtstreekse meting op de motor; en- het beperken van de maximum capaciteit of het maximum
15 vermögen van de verbruiker in functie van de voornoemde bepaalde thermische Staat.