DE102004045570A1 - Method for a V-belt malfunction detection - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren für eine Keilriemenfehlfunktionserkennung bei einem unter Standartparametern umrichterbetriebenen Asynchronmotor 1 zum Antrieb eines Rotationswärmetauschers erfolgt eine periodische Umparametrierung auf Testparameter des Umrichters 8 für einen Anlauf des Asynchronmotors 1 auf eine Solldrehzahl, eine Überwachung des Kippmomentes und eine Feststellung, dass der Keilriemen keine Kräfte auf den Rotor überträgt, sofern das Kippmoment nicht erreicht wird, oder eine Feststellung, dass über den Keilriemen der Rotor des Rotationswärmetauschers angetrieben wird, sofern das Kippmoment überschritten wird.In a method for a V-belt malfunction detection in a standard inverter-driven asynchronous motor 1 for driving a rotary heat exchanger is a periodic reparameterization test parameters of the inverter 8 for a start of the induction motor 1 to a target speed, monitoring the overturning moment and a determination that the V-belt no forces transmits the rotor, if the overturning moment is not reached, or a statement that the rotor of the rotary heat exchanger is driven via the V-belt, provided that the overturning moment is exceeded.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Keilriemenfehlfunktionserkennung wie ein Keilriemenriss, ein Abspringen des Keilriemens oder dergleichen bei umrichterbetriebenen Asynchronmotoren zum Antrieb von Rotationswärmetauschern.The The invention relates to a method for a V-belt malfunction detection such as a V-belt tear, a V-belt or the like in converter-driven asynchronous motors for driving rotary heat exchangers.
Für die Steuerung umrichterbetriebener Asynchronmotoren, bei denen die Drehzahl eines Läufers geringer ist als die Drehzahl des antreibenden Drehfeldes, sind eine Vielzahl von Regelungen bekannt und bewährt. Solche Asynchronmotoren werden regelmäßig auch zum Antrieb von Rotationswärmetauschern herangezogen, wobei eine Kraftübertragung von dem Asynchronmotor zumeist über ein drehzahlreduzierendes Getriebe zunächst auf eine Abtriebswelle erfolgt und von dort weiter über einen Keilriemen auf den Rotor des Rotationswärmetauschers, dessen maximaler Durchmesser regelmäßig für eine weitere Drehzahlreduzierung von dem Keilriemen umschlungen wird.For the controller Inverter-driven asynchronous motors in which the speed of a rotor is lower is as the rotational speed of the rotating magnetic field, are a variety known and proven by regulations. Such asynchronous motors are also regularly used to drive rotary heat exchangers used, wherein a power transmission from the asynchronous motor mostly via a Speed-reducing transmission initially on an output shaft and from there on a V-belt on the rotor of the rotary heat exchanger, its maximum Diameter regularly for another Speed reduction is wrapped by the V-belt.
Da derartige Rotationswärmetauscher in beispielsweise Klimaanlagen regelmäßig fernab von zentralen Überwachungsstellen Verwendung finden, muss die Kraftübertragung über den Keilriemen gesondert überwacht werden. Als typische Fehlfunktionen sind hier das Abspringen des Keilriemens und insbesondere ein Keilriemenriss zu nennen. Dabei stellt sich das Problem, dass selbst bei vektorgeregelten Frequenzumrichtern, die über eine präzise Phasenstrommessung und Auswertung verfügen, der gemessene Stromunterschied, insbesondere der des Wirkstromanteils, zwischen einem Leerlauf, gleichbedeutend mit einem Keilriemenriss oder einem abgesprungenen Keilriemen, und einem Belastungsfall bei normalen Betriebszuständen nicht ausreichend ist für eine sichere Erkennung der Keilriemenfehlfunktion. Begründet liegt dies darin, dass die Belastung durch den Rotor des Rotationswärmetauschers für den Antrieb in Verbindung mit den genannten Getriebeübersetzungen keine signifikante, zusätzliche Belastung darstellt.There such rotary heat exchangers in, for example, air conditioning systems, regularly away from central monitoring stations Use find the power transmission via the V-belt must be monitored separately. As typical malfunctions here are the jumping off of the V-belt and in particular to call a V-belt crack. It turns the problem that even with vector-controlled frequency converters, the above a precise phase current measurement and evaluation, the measured current difference, in particular that of the effective current component, between an idle, synonymous with a V-belt crack or a broken V-belt, and a load case at normal operating conditions is not enough for a safe detection of the V-belt malfunction. Reason lies this is because the load through the rotor of the rotary heat exchanger for the Drive in conjunction with the mentioned gear ratios no significant, additional Represents load.
Für die Überwachung des Rotierens des Rotors werden daher in der Regel Sensoren verwendet, die gleichfalls in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt sind. Zum Einsatz kommen induktiv, kapazitiv und magnetisch arbeitende Systeme, denen allen gemeinsam ist, dass sie mit einer zentralen Leitstelle verkabelt werden müssen. Entsprechend unsicher ist die Überwachung, da bei Kabelbruch, Ausfall eines oder mehrerer Sensoren u.a. die Rückmeldung von dem Rotationswärmetauscher zu einer Zentrale fehlerhaft sein kann und damit nicht sicher ist.For monitoring The rotation of the rotor is therefore usually used sensors likewise in manifold embodiments known and proven are. Inductive, capacitive and magnetic working are used Systems that all have in common is that they are centralized Control center must be wired. Accordingly uncertain is the monitoring, because in case of cable break, failure of one or more sensors u.a. the feedback from the rotary heat exchanger can be faulty to a central office and thus is not sure.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein Verfahren für eine derartige Fehlfunktionserkennung zur Verfügung zu stellen, dass ohne eine unmittelbare Überwachung beispielsweise durch Sensoren ein Erkennen der Rotation des Rotors eines Rotationswärmetauschers ermöglicht.In front In this technical background, it is the object of the invention to a method for a to provide such malfunction detection that without immediate monitoring for example, by sensors detecting the rotation of the rotor a rotary heat exchanger allows.
Gelöst wird diese technische Problematik gemäß des Verfahrens nach Anspruch 1 für eine Keilriemenfehlfunktionserkennung bei umrichterbetriebenen Asynchronmotoren zum Antrieb von Rotationswärmetauschern durch die Verfahrensschritte der periodischen Umparametrierung des Umrichters für einen Anlaufs des Asynchronmotors, der Überwachung des Kippmomentes desselben und der Feststellung, dass der Keilriemen keine Kräfte auf den Rotor überträgt, sofern das Kippmoment nicht erreicht oder überschritten wird oder der Feststellung, dass über den Keilriemen der Rotor des Rotationswärmetauschers angetrieben wird, sofern das Kippmoment überschritten wird.Is solved this technical problem according to the method according to claim 1 for V-belt malfunction detection in inverter-driven asynchronous motors for driving rotary heat exchangers by the method steps of the periodic reparameterization of the Inverter for one Startup of the asynchronous motor, the monitoring of the overturning moment same and the finding that the V-belt no forces on transmits the rotor, if the overturning moment is not reached or exceeded or the Finding that over the V-belt is driven by the rotor of the rotary heat exchanger, if the overturning moment is exceeded becomes.
Es wird während des normalen Betriebs, kurzzeitig, der Antrieb des Rotationswärmetauschers heruntergefahren, vorzugsweise bis zum Stillstand des Rotors, und erfolgt anschließend ein erneuter Anlauf des Asynchronmotors, welcher Anlauf überwacht wird.It is during normal operation, for a short time, the drive of the rotary heat exchanger shuts down, preferably to a standstill of the rotor, and then takes place restart the asynchronous motor, which monitors startup becomes.
Das Verfahren nach der Erfindung macht sich dabei zu nutze, dass die Drehzahl eines Asynchronmotors mit zunehmender Belastung bis in die Nähe des Kippmoments, dem maximalen Drehmoment, dass eine mit Nennfrequenz und Nennspannung betriebene Wechselstrommaschine bei langsamer Steigerung der Belastung erreichen kann, zunächst nur sehr wenig abnimmt. Es wird deshalb in einem Leerlauffall, gleichbedeutend mit einem abgesprungenen oder gerissenen Keilriemen, der Asynchronmotor bei einem Anlauf auf seine Sollwertdrehzahl ohne Erreichen oder Überschreiten des Kippmoments hochfahren. Dabei wird der Motor sehr weit im Feldschwächebereich betrieben, bei dem die Stromaufnahme sehr gering ist.The Method according to the invention makes use of the fact that the Speed of an asynchronous motor with increasing load up to the roundabouts of the overturning moment, the maximum torque, that one with rated frequency and rated voltage operated alternator with slow increase can reach the load, initially only very little decreases. It is therefore in an idle case, synonymous with a broken or cracked V-belt, the asynchronous motor a start to its setpoint speed without reaching or exceeding of the overturning moment. The engine is very far in the field weakening area operated, in which the power consumption is very low.
In einem Belastungsfall, wenn über dem Keilriemen der Rotor des Rotationswärmetauschers angetrieben wird, steigt der Strom erheblich an und wird das Kippmoment erreicht bzw. überschritten, einhergehend mit einem Drehmomentabfall und einer Verringerung der Drehzahl. In einem solchen Fall wird festgestellt, dass der Keilriemen korrekt sitzt.In a load case, if over the V-belt is driven by the rotor of the rotary heat exchanger, the current increases considerably and the overturning moment is reached or exceeded, along with a torque drop and a reduction of Rotation speed. In such a case, it is found that the V-belt sits correctly.
Es versteht sich, dass bei der Feststellung, dass über den Keilriemen keine Kräfte mehr auf den Rotor übertragen werden, sofort eine Fehlermeldung ergeht und der Asynchronmotor abgeschaltet wird.It It is understood that when determining that over the V-belt no more forces transferred to the rotor immediately, an error message is issued and the asynchronous motor is switched off.
Die Überwachung, ob das Kippmoment erreicht wird oder nicht, erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Strommessungen, die bevorzugt hochgenau an einem Nebenwiderstand erfolgt, wobei das Vermessen zweier Phasen im Regelfall ausreichend sein wird, aus welchen zwei Messungen dann der Strom der dritten Phase berechnet wird.The monitoring of whether the tipping moment is achieved or not, is advantageously carried out by a current measurements, preferably hochge Nau at a shunt occurs, the measurement of two phases will be sufficient as a rule, from which two measurements then the current of the third phase is calculated.
Solches ist relativ unproblematisch möglich, da der Strom der zur Anwendung kommenden Asynchronmotoren zwischen 8 A und 10 A liegt und ein Kurzschlussstrom regelmäßig nicht auftritt.Such is relatively easy to do, because the current of the asynchronous motors used between 8 A and 10 A are not present and a short circuit current is not occurs.
Auch wenn die periodische Umparametrierung des Umrichters im Abstand von einigen Minuten erfolgt, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn ein Anlauf des Asynchronmotors auch manuell auslösbar ist, beispielsweise wenn Unregelmäßigkeiten vermutet werden.Also if the periodic reparameterization of the inverter is at a distance after a few minutes, it has proved useful if a startup of the asynchronous motor can also be triggered manually, for example, if irregularities suspected become.
Entsprechend wird die eingangs erläuterte technische Problematik auch von einem umrichterbetriebenen Asynchronmotor, der über ein Getriebe und einen Keilriemen einen Rotor eines Rotationswärmetauscher antreibt, durch eine Regelung gelöst, die eine periodische Umparametrierung des Umrichters für einen Anlaufs des Asynchronmotors vornimmt, und durch eine Messvorrichtung für eine Messung des von dem Asynchronmotor aufgenommenen Stroms, durch eine Auswertevorrichtung, die aus der Messung des Stroms auf das Kippmoment schließt und feststellt, ob der Keilriemen keine Kräfte auf den Rotor überträgt, sofern das Kippmoment nicht erreicht oder überschritten wird oder feststellt, ob über den Keilriemen der Rotor des Rotationswärmetauschers angetrieben wird, sofern das Kippmoment überschritten wird.Corresponding is the technical explained above Problem also of a converter-driven asynchronous motor, the over a transmission and a V-belt a rotor of a rotary heat exchanger drives, solved by a regulation, which periodically reparameterization of the inverter for a start-up of the asynchronous motor, and by a measuring device for one Measurement of the current absorbed by the asynchronous motor, by a Evaluation device, which consists of the measurement of the current on the overturning moment closes and determines if the V-belt does not transmit any forces to the rotor, provided the tipping moment is not reached or exceeded or determines, whether over the V-belt the rotor of the rotary heat exchanger is driven, if the overturning moment is exceeded becomes.
Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Messvorrichtung den Strom zweier Phasen misst und dass die Auswertevorrichtung den Strom der dritten Phase berechnet.there is further provided that the measuring device, the power of two Phases and that the evaluator measures the current of the third Phase calculated.
Naturgemäß wird in dem Fall, wenn der Keilriemen keine Kräfte auf den Rotor überträgt, solches einer zentralen Überwachung gemeldet werden.Naturally, in in the case where the V-belt does not transmit forces to the rotor, such central monitoring be reported.
Das
Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden anhand eines
Flussdiagramms in der Zeichnung näher erläutert, in der die einzige
Die
eigentliche Stromversorgung eines Asynchronmotors
Zwischen
dem Umrichter
Die
Messwerteerfassung oder Auswertevorrichtung
Für eine entsprechende
Anzeige einer Fehlermeldung oder eine Datenspeicherung stehen entsprechende
Displays
Für die Programmierung
der Auswertevorrichtung
- 11
- Asynchronmotorasynchronous
- 22
- Netznetwork
- 33
- Filtermodulfilter module
- 44
- NetzdrosselLine reactor
- 55
- Ladeschaltungcharging circuit
- 66
- Gleichrichterrectifier
- 77
- SchaltnetzteilSwitching Power Supply
- 88th
- Umrichterinverter
- 99
- Filterfilter
- 1010
- Messvorrichtungmeasuring device
- 1111
- Auswertevorrichtungevaluation
- 1212
- Motor- undEngine- and
- Applikationsregler,Application control,
- Auswertevorrichtungevaluation
- 1313
- Modulationsstufemodulation stage
- 1414
- Treiberstufedriver stage
- 1515
- Displaydisplay
- 1616
- Ein- und AusgabeeinheitOne- and output unit
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8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |