DE10030630A1 - Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses (1), insbesondere zur Verwendung in einem Feuerungsautomaten (2) zur Einstellung der durch das Gebläse (1) geförderten Verbrennungsluft, wobei ein Drehzahlmesswert (15) des Gebläses (1) ermittelt wird. DOLLAR A Der Drehzahlmesswert (15) des Gebläses (1) wird mit einem Referenzwert (16) verglichen, um zu ermitteln, ob sich das Gebläse in einem ausreichend stationären Zustand befindet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines
Gebläses nach Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung des Verfahrens in einem
Feuerungsautomaten nach dem unabhängigen Verwendungsanspruch.
Derartige Verfahren sind für unterschiedliche Zwecke und Anwendungen bereits
bekannt.
So ist beispielsweise aus der EP 0 614 048 A1 ein Gebläse bekannt, welches über
einen drehzahlgesteuerten Motor angetrieben wird. Die Drehzahlsteuerung erfolgt über
einen Steueranschluss mittels Pulsweitenmodulation. Die Rückmeldung der Drehzahl
erfolgt über einen Rückmeldeanschluss.
Einfache und billige Drehzahlüberwachungen nutzen die Magnetisierung über die Pole
des Gebläsemotors. Dies hat jedoch eine geringe Anzahl von Messimpulsen während
einer Messzeit, z. B. 0,2 s, zur Folge und dadurch eine geringe Auflösung der Drehzahl
und ungenaue Messung im stationären Zustand.
Als Lösung wurde versucht einen Mittelwert über eine längere Zeit zu bilden. Bei
schnellen dynamischen Änderungen kann der gemittelte Wert aber dem wirklichen
Wert nicht folgen, d. h. der gemittelte Wert ist nicht repräsentativ für die Drehzahl
während der Änderung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der
eingangs genannten Art eine Abwägung zwischen möglichst grosser Genauigkeit im
stationären Zustand und Fehler bei dynamischen Änderungen zu ermöglichen.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den unabhängigen
Ansprüche angegebenen Merkmale gelöst.
Kern der Erfindung ist es somit, dass ein Drehzahlmesswert des Gebläses mit einem
Referenzwert verglichen wird, um zu ermitteln ob sich das Gebläse in einem
ausreichend stationären Zustand befindet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
Der Drehzahlmesswert wird in kurzen Zeitabständen gemessen, so dass er bei allen
dynamischen Änderungen der realen Gebläsedrehzahl ohne Fehler folgt, aber dabei
relativ ungenau ist.
Stellt sich das Gebläse stationär auf eine Drehzahl ein, so wird der Messwert gemittelt.
Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung bzw.
des erfindungsgemässen Verfahrens werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen
näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 die schematische Ansicht eines Feuerungsautomaten mit zugehörigem
Gebläse;
Fig. 2 die schematische Ansicht eines modifizierten Feuerungsautomaten mit
zugehörigem Gebläse;
Fig. 3 Filterbereiche im stationären Zustand.
Gleiche Elemente sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen
angegeben.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Feuerungs- und Regelautomaten 2 mit zugeordnetem
Gebläse 1. Die Drehzahl 3 des Gebläses 1 wird an den Feuerungsautomaten 2
weitergegeben. Die Messung der Drehzahl kann dabei beliebig erfolgen,
beispielsweise wie in der EP 0 614 048 A1 beschrieben durch eine Hallsonde. Im
Feuerungsautomaten 2 ist ein erfindungsgemäss aufgebautes Drehzahlfilter 4
angeordnet, welcher die gefilterte Drehzahl an eine Überwachungsvorrichtung 5 und
zur Weiterverarbeitung an einen elektronischen Verbund 6 weitergibt. Der
elektronische Verbund 6 wird weiter über eine Ionisationselektrode 7, d. h. durch das
von der Elektrode 7 erzeugte Signal beeinflusst. Der elektronische Verbund 6 steuert
dann entsprechend der vorliegenden Verbrennungsbedingungen ein Gasventil 8 an.
Über einen Temperaturregler 9 wird ein Leistungsanforderungssignal 10 erzeugt und
mittels des erzeugten pulsweitenmodulierten Signals PWM das Gebläse 1 angesteuert.
Fig. 2 zeigt einen modifizierten Feuerungsautomaten 2', bei dem die Drehzahl geregelt
wird. Hier wird die gefilterte Drehzahl zusätzlich an eine Vergleichseinheit 11
weitergegeben. In der Vergleichseinheit 11 werden die Signale von der
Leistungsanforderung 10 und aus dem Drehzahlfilter 4 verglichen und an einen
Gebläseregler 12 weitergegeben welcher wieder das Gebläse 1 über ein
pulsweitenmoduliertes Signal PWM ansteuert.
Fig. 3 zeigt die Filterbereiche im stationären Zustand 14 aufgetragen in einem
Diagramm Zeit t gegen die Drehzahl n. Weiter dargestellt sind Kurven für
Drehzahlmesswerte 15 und Referenzwerte 16.
Dazu wird der wie oben ermittelte Drehzahlmesswert 15 mit dem Referenzsignal 16
verglichen um zu ermitteln, ob sich das Gebläse 1 in ausreichend stationärem Zustand
befindet.
Das Referenzsignal 16 kann bei einer reinen Drehzahlerfassung ein Mittelwert aus den
letzten m Messpunkten sein, beispielsweise mit m = 3. Bei einer Drehzahlregelung
kann das Referenzsignal 16 auch der vorgegebene Sollwert sein.
Ist der Betrag der Differenz (auch z. B. Quotient) zwischen Drehzahlmesswert 15 und
Referenzsignal 16 größer als ein vorgegebener Wert, so wird der Drehzahlmesswert
15 direkt weitergeleitet.
Ist der Betrag der Differenz zwischen Drehzahlmesswert 15 und Referenzsignal 16
kleiner als der vorgegebene Wert, so ist die Drehzahl ausreichend stationär und der
Drehzahlmesswert 15 wird mit einem Filter der Ordnung n gemittelt.
Der Algorithmus macht sich also zunutze, dass der Referenzwert 16 sich einem
quasistationären Wert annähert, und dass wenn der Drehzahlmesswert 15 nahe am
Referenzwert 16 liegt, sich das Gebläse 1 nur sehr langsam dem stationären Endwert
14 annähert, man also über einen längeren Zeitraum mitteln kann.
Sehr schnelle dynamische Änderungen werden sofort erfasst und stationär kann der
Drehzahlmesswert 15 sehr präzise zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt
werden. Ein präzises Drehzahlsignal 15, das dynamische Vorgänge ebenfalls genau
widerspiegelt ist z. B. für den elektronischen Verbund 6 als Leistungssignal wichtig.
Als Drehzahlfilter dient beispielsweise ein Tiefpass der schaltungstechnisch mittels
elektronischer Komponenten aufgebaut ist. Es kann jedoch als Filter auch ein
Software-Tiefpass, z. B. ein FIR-Tiefpass oder ein IIR-Tiefpass mit der Ordnung n
verwendet werden.
Um ein besseres Einrasten beim Umschalten vom ungefilterten in den gefilterten Wert
zu erreichen, kann die Filterordnung z. B. bei einem FIR-Tiefpass mit jedem
Drehzahlmesswert 15 anwachsen, bis die maximale Ordnung n erreicht ist. Z. B. kann
bei dynamisch schnellen Änderungen immer mit der Ordnung 3 gefiltert, aber der
aktuelle Drehzahlmesswert 15 direkt als Ausgangswert verwendet werden. Der
Filterwert dient als Referenzsignal. Ist der Betrag der Differenz des Drehzahlmesswerts
15 kleiner als der vorgegebene Wert, so wird zunächst der Filterwert um eine Ordnung
erhöht, also von 3 auf 4 und als Ausgangssignal verwendet. Beim nächsten
Messergebnis ist die Filterordnung 5 usw., bis der Endwert n erreicht ist (z. B. n = 6). Ab
dann wird der älteste Wert gelöscht und der neue Drehzahlmesswert 15 zur Filterung
verwendet, wie beim FIR-Filter üblich.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses (1), insbesondere zur
Verwendung in einem Feuerungsautomaten (2) zur Einstellung der durch das Gebläse
(1) geförderten Verbrennungsluft, wobei ein Drehzahlmesswert (15) des Gebläses (1)
ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehzahlmesswert (15) des Gebläses (1) mit einem Referenzwert (16)
verglichen wird, um zu ermitteln ob sich das Gebläse in einem ausreichend stationären
Zustand befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Referenzwert (16) ein Mittelwert aus letzten Drehzahlmesswerten (15) ist oder
dass der Referenzwert (16) ein vorgegebener Sollwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Abweichung des
Drehzahlmesswertes (15) vom Referenzwert (16) der Drehzahlmesswert (15) direkt
weitergegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer einen vorgegebenen Wert nicht übersteigenden Abweichung des
Drehzahlmesswertes (15) vom Referenzwert (16) der Drehzahlmesswertes (15) mit
einem Filter der Ordnung n gemittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Drehzahlfilter ein Tiefpassfilter verwendet wird und dass beim Übergang in
den stationären, gefilterten Zustand die Ordnung des Tiefpassfilters mit jedem neuem
Messwert ansteigt, bis der Endwert für den stationären Zustand erreicht ist.
6. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem
Feuerungsautomaten (2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10030630A DE10030630A1 (de) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10030630A DE10030630A1 (de) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10030630A1 true DE10030630A1 (de) | 2002-01-10 |
Family
ID=7646548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10030630A Withdrawn DE10030630A1 (de) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | Verfahren zur Drehzahlüberwachung eines Gebläses |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10030630A1 (de) |
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