DE102007017708A1 - Electric motor arrangement i.e. compact servo actuator, has oscillation detection unit detecting oscillations of motor unit and outputting signal, where detection unit is arranged in such manner that signal is outputted to control unit - Google Patents

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Volker SCHÜREN
Matthias Wahler
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    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/50Reduction of harmonics

Abstract

The arrangement (1) has a drive control unit (6) controlling movements of a motor unit (2). A converter (4) is arranged at the motor unit. A permanent oscillation detection unit (10) e.g. vibration absorber, is arranged in a housing (5) of the converter, and integrated into a drive control unit. The detection unit detects mechanical oscillations of the motor unit and outputs a signal. The detection unit is arranged in such a manner that the signal is outputted to the drive control unit. The arrangement is arranged in such a manner that the signal is set in relationship with a kinetic momentum. An independent claim is also included for a method for operating a motor arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor und insbesondere einen Elektromotor der gemeinsam mit einem Umrichter ausgebildet ist. Derartige Elektromotoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, derartige Elektromotoren in regelmäßigen Abständen mit Diagnoseeinheiten zu prüfen, beispielsweise dahingehend, ob Unwuchten aufgedreht sind, welche auf Dauer die Lebenszeit des Motors verkürzen. Genauer gesagt wird zu Wartungs- und Diagnosezwecken mit einer Schwingungserfassungseinrichtung überprüft, ob beispielsweise Unwuchten der Motorwelle oder dergleichen auftreten.The The present invention relates to an electric motor, and more particularly an electric motor which is formed together with a converter is. Such electric motors are known from the prior art. It is also known from the prior art, such electric motors in regular intervals with Check diagnostic units, for example whether imbalances are turned on, which in the long run the Shorten the life of the engine. More specifically, it is checked for maintenance and diagnostic purposes with a vibration detecting device, for example Imbalance of the motor shaft or the like occur.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die gelegentliche Überprüfung von Elektromotoren mit Hilfe von derartigen Schwingungserfassungseinrichtungen oftmals nicht ausreichend ist, da bestehende Veränderungen oder Verschlechterungen bereits innerhalb kürzester Zeit weitere zum Teil noch erheblichere Verschlechterungen nach sich ziehen können.It However, it has been shown that the occasional review of electric motors with Help of such vibration detection devices often is not sufficient, given existing changes or deterioration already within the shortest possible time Time further to some even more significant deterioration after can draw.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Motoranordnung zur Verfügung zu stellen, welche eine im Wesentlichen permanente Überwachung des Elektromotors hinsichtlich mechanischer Schwingungen erlaubt. Daneben soll auch eine Möglichkeit geschaffen werden, eventuell auftretende Schwingungen mit anderen bzw. antriebsspezifischen Systemgrößen wie dem Drehmoment und der Drehzahl direkt abzugleichen.The Object of the present invention is therefore a motor assembly to disposal to provide a substantially permanent monitoring of the electric motor with respect to mechanical vibrations allowed. In addition to a possibility be created, possibly occurring vibrations with others or drive-specific system variables such as torque and to match the speed directly.

Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand durch Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This is inventively the object achieved by claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Motoranordnung weist eine Motoreinheit auf, sowie einen Umrichter, der die Motoreinheit versorgt. Daneben ist eine Antriebssteuerungseinheit vorgesehen, welche die Bewegungen der Motoreinheit steuert.The inventive motor assembly has a motor unit, as well as an inverter, the motor unit provided. In addition, a drive control unit is provided, which controls the movements of the motor unit.

Erfindungsgemäß weist die Motoranordnung eine permanent und insbesondere stationär an der Motoranordnung angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung auf, welche mechanische Schwingungen der Motoreinheit erfasst und ein erstes Signal ausgibt, welches für diese mechanischen Schwingungen charakteristisch ist. Daneben ist erfindungsgemäß die Schwingungserfassungeinrichtung derart gestaltet, dass das Signal an die Antriebssteuerungseinheit ausgegeben wird. Damit wird unter einer Bewegung der Motoreinheit eine Bewegung des Sekundärteils gegenüber dem Primärteil verstanden, wobei diese Bewegung beispielsweise auf eine Abtriebswelle übertragen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die ersten Signale direkt über eine Leiterverbindung von der Schwingungserfassungseinrichtung an die Antriebssteuerungseinheit ausgegeben. Es ist jedoch auch möglich, die ersten Signale zunächst in einer Auswerteeinheit auszuwerten.According to the invention the motor assembly a permanent and in particular stationary on the motor assembly arranged vibration detection device, which mechanical Detects vibrations of the motor unit and outputs a first signal, which for This mechanical vibration is characteristic. Next to it is According to the invention, the vibration detection device designed such that the signal to the drive control unit is issued. This will be under a movement of the motor unit a movement of the abutment across from the primary part understood, with this movement, for example, transmitted to an output shaft becomes. In a preferred embodiment The first signals are sent directly via a conductor connection the vibration detection device to the drive control unit output. However, it is also possible the first signals first evaluate in an evaluation unit.

Unter einer Motoreinheit wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung diejenige Einheit des Motors verstanden, welche die Drehbewegung erzeugt. Insbesondere weist eine derartige Motoreinheit ein Primärteil und ein diesem Primärteil gegenüber bewegliches Sekundärteil bzw. in einer speziellen Ausführungsform einen Stator und einen diesen Stator gegenüber drehbar angeordneten Rotor auf.Under a motor unit is in the context of the present invention that unit of the engine understood the rotational movement generated. In particular, such a motor unit has a primary part and a primary part across from movable abutment or in a specific embodiment a stator and a rotor rotatably arranged with respect to this stator.

Der Umrichter bzw. Wechselrichter dient zur Speisung der Motoreinheit. Bei der Antriebssteuereinheit handelt es sich insbesondere aber nicht ausschließlich um einen Antriebsprozessor, der die Motoreinheit steuert. Der Begriff Umrichter wird im Folgenden auch für Wechselrichter verwendet.Of the Inverter or inverter serves to power the motor unit. However, the drive control unit is in particular not exclusively to a drive processor that controls the motor unit. The term Inverter is also used below for inverters.

Damit handelt es sich bevorzugt um einen Umrichtermotor, speziell die konstruktive Einheit aus einem Drehstrommotor und einem Umrichter zu ihrer Speisung. Bevorzugt ist der Umrichter mit einem Beschleunigungsaufnehmer ausgerüstet, der von einem Antriebsprozessor d. h. der Antriebssteuerungseinheit, ausgewertet wird. Unter einer Schwingungserfassungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die mechanische Schwingungen oder mechanische Bewegungen erfassen kann. So wird beispielsweise auch ein Körperschallsensor als Schwingungserfassungseinrichtung verstanden.In order to it is preferably an inverter motor, especially the constructive unit consisting of a three-phase motor and a converter to their feeding. Preferred is the inverter with an accelerometer equipped, that of a drive processor d. H. the drive control unit, is evaluated. Under a vibration detection device is understood a device that mechanical vibrations or mechanical Can detect movements. For example, a structure-borne noise sensor will also be used understood as vibration detection device.

Besonders bevorzugt ist diese Schwingungserfassungseinrichtung selbst mit dem Stator oder einem Gehäuse der Motoranordnung verbunden.Especially Preferably, this vibration detection device itself with the stator or a housing connected to the motor assembly.

Besonders bevorzugt ist die Motoranordnung bzw. der Umrichter derart gestaltet, dass das erste Signal mit wenigstens einer für den Betrieb charakteristischen Bewegungsgröße in Beziehung gesetzt wird. Diese charakteristische Beziehungsgröße ist dabei aus einer Gruppe von Beziehungsgrößen ausgerichtet, welche die Drehzahl, das Drehmoment oder dergleichen enthält.Especially Preferably, the motor arrangement or the converter is designed such that the first signal having at least one characteristic for the operation Movement size in relation is set. This characteristic relationship is included from a group of relationship sizes that the Speed, torque or the like contains.

Besonders bevorzugt ist die Schwingungserfassungseinrichtung in die Antriebssteuerungseinheit integriert, beispielsweise mit dieser auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und besonders bevorzugt mit dieser vergossen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bietet die integrierte Schwingungserfassungseinrichtung mit Auswertung in der Antriebssteuereinheit nicht nur eine kostengünstige Alternative zu separaten Schwingungserfassungssystemen, sondern bietet darüber hinaus auch die Möglichkeit, Vibrationen mit anderen antriebsspezifischen Systemgrößen, wie dem Drehmoment oder der Drehzahl direkt abzugleichen. Daneben kann auch eine Auswerteeinheit zur Auswertung der ersten Signale vorgesehen sein, wobei diese Auswerteeinheit bevorzugt ebenfalls in die Antriebssteuerungseinheit integriert ist.Particularly preferably, the vibration detection device is integrated into the drive control unit, for example, arranged with this on a common board and particularly preferably potted with this. In this preferred embodiment, the integrated vibration detection device with evaluation in the drive control unit not only provides a cost-effective alternative to separate vibration detection systems, but also offers the possibility of vibration with other drive-specific Sys temgrößen, such as the torque or the speed directly. In addition, it is also possible to provide an evaluation unit for evaluating the first signals, wherein this evaluation unit is preferably likewise integrated into the drive control unit.

Dabei ist es möglich, die im Antrieb bzw. in der Antriebssteuerung aufbereiteten oder zumindest zwischengespeicherten Messwerte, die sich aus den ersten Signalen ergeben, an eine übergeordnete Steuerung zu übergeben.there Is it possible, the processed in the drive or in the drive control or at least cached metrics resulting from the first Signals to a higher-level control to hand over.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schwingungserfassungseinrichtung in dem Umrichter bzw. einem Gehäuse des Umrichters angeordnet bzw. gemeinsam mit dem Umrichter in ein gemeinsames Gehäuse integriert. Auf diese Weise wird eine besonders kostengünstige Herstellung der gesamten Motoranordnung ermöglicht. Es wäre jedoch auch denkbar, die Schwingungserfassungseinrichtung zwischen den Gehäusen der Motoreinheit und des Umrichters anzuordnen.at A further advantageous embodiment is the vibration detection device in the inverter or a housing of the inverter or together with the inverter in a common housing integrated. In this way, a particularly cost-effective production of entire engine arrangement allows. It would be, however also conceivable, the vibration detection device between the housings to arrange the motor unit and the inverter.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Umrichter bzw. dessen Gehäuse direkt mit einem Gehäuse der Motoreinheit verbunden. Besonders bevorzugt ist der Umrichter bzw. dessen Gehäuse mit dem Gehäuse der Motoreinheit verschraubt. Durch diese Vorgehensweise wird Körperschall der Motoreinheit zwar indirekt, aber dennoch ausreichend gut auf die Schwingungserfassungseinrichtung übertragen. Die Auswertung der von der Schwingungserfassungseinrichtung ausgegebenen Signale erfolgt, wie oben erwähnt, in der Antriebssteuerungseinheit bzw. dem Antriebsprozessor, wobei das Schwingungssignal im Zeit- und/oder Frequenzbereich analysiert wird und Kennwerte berechnet werden.at a further preferred embodiment is the inverter or its housing directly to a housing of the Motor unit connected. Particularly preferred is the inverter or its housing with the housing bolted to the motor unit. Through this procedure, structure-borne noise Although the motor unit indirectly, but still good enough transmit the vibration detection device. The evaluation of the signals are output by the vibration detection device, as mentioned above, in the drive control unit or the drive processor, wherein the vibration signal in the time and / or frequency domain analyzed and characteristic values are calculated.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Motoranordnung bzw. der Umrichter eine Signalausgabeeinrichtung auf, die bei Auftreten vorbestimmter erster Signale ein Ausgabesignal ausgibt. Bei diesem Ausgabesignal kann es sich beispielsweise um ein Warnsignal oder eine Störmeldung handeln, die in Abhängigkeit von einem Vergleich mit Grenzwerten erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform weist die Motoranordnung eine Speichereinrichtung auf, in der zulässige Grenzwerte abgelegt sind sowie eine Vergleichseinrichtung, welche die ersten Signale bzw. die aus diesen ersten Signale resultierenden Messwerte mit diesen Grenzwerten vergleicht. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Umrichter an der Motoreinheit angeordnet. Genauer gesagt ist der Umrichter als Teil des Umrichtermotors so am oder in der Motoreinrichtung angeordnet, dass die Schwingungserfassungseinrichtung Vibrationen des Motors erfassen kann. Bei der Motoreinheit handelt es sich besonders bevorzugt um einen Drehstrommotor.at a further preferred embodiment the motor arrangement or the converter has a signal output device on, the output of predetermined first signals an output signal outputs. This output signal may, for example, at a warning or a fault message act in dependence is generated by a comparison with limit values. In this embodiment The motor arrangement has a memory device in which allowable limit values are stored and a comparator, which are the first signals or the measured values resulting from these first signals compares these limits. In a further advantageous embodiment the inverter is arranged on the motor unit. More precisely is the inverter as part of the inverter motor so on or in the Motor device arranged that the vibration detection device Can detect vibrations of the engine. At the engine unit acts It is particularly preferably a three-phase motor.

Vorzugsweise ist der Umrichter in einem Gehäuse angeordnet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Umrichter an der Motoreinheit anordenbar, d. h. er kann im Wesentlichen fest mit der Motoreinheit verbunden werden. Bevorzugt liegt dabei die Schwingungserfassungseinrichtung direkt an einem Gehäuse der Motoreinheit an. Auch ist es möglich, dass die Schwingungserfassungseinrichtung gemeinsam mit der Antriebssteuerungseinheit auf einer Platine angeordnet ist und diese Platine wiederum an dem Motorgehäuse vorgesehen ist.Preferably is the inverter in a housing arranged. In a further preferred embodiment, the inverter can be arranged on the motor unit, d. H. He can essentially be firm with the motor unit to be connected. Preferably, the vibration detection device is directly on a housing the motor unit. It is also possible that the vibration detection device arranged together with the drive control unit on a circuit board is and this board is in turn provided on the motor housing.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Schwingungserfassungseinrichtung ein Schwingungsaufnehmer. Daneben kann es sich bei der Schwingungserfassungseinrichtung auch um einen Körperschallsensor handeln. Weiterhin können auch sowohl ein Schwingungsaufnehmer als auch ein Körperschallsensor vorgesehen sein.at In a further advantageous embodiment, the vibration detection device is a Vibration Transducers. In addition, it may be in the vibration detection device also a structure-borne sound sensor act. You can also continue provided both a vibration sensor and a structure-borne sound sensor be.

Dabei besteht der Zweck dieser Sensorik, d. h. des Schwingungsaufnehmers oder des Körperschallsensors darin, mechanische Schäden am Motor und insbesondere an seiner Lagerung wie gegebenenfalls auch an der Lastmaschine diagnostizieren zu können.there is the purpose of this sensor, d. H. of the vibration sensor or the structure-borne sound sensor in it, mechanical damage on the engine and in particular on its storage as appropriate also to be able to diagnose on the load machine.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Motoranordnung eine Speichereinrichtung auf, in der für die Bewegung der Motoreinheit charakateristische Werte abgespeichert sind. Bei diesen charakteristischen Werten kann es sich beispielsweise um Grenzwerte für auftretende Schwingungen oder dergleichen handeln. Dabei können diese Grenzwerte auch in Abhängigkeit von einer weiteren Kennzahl des Motors, wie dessen Drehzahl oder dessen Drehmoment abgeleitet sein.at a further advantageous embodiment, the engine assembly a memory device in which for the movement of the motor unit characateristic values are stored. In this characteristic Values may be, for example, limits for occurring vibrations or the like. These limits can also dependent on from another indicator of the engine, such as its speed or its torque can be derived.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Motoranordnung um einen Kompaktservomotor. Derartige Kompaktservomotoren können durch die Integration einer Schwingungserfassungseinrichtung und der zusätzlichen Auswertung für die Überwachung von Motor und Maschine auf überhöhte oder unzulässige Vibrationen getestet werden. Durch die besonders vorteilhafte Anordnung der Schwingungserfassungseinrichtung in der Regelungselektronik beispielsweise einer Steuer- oder Leistungskarte, die fest mit dem Stator oder dem Gehäuse des Motors verbunden ist, ist es möglich, dass diese Schwingungserfassungseinrichtung an dieser Stelle die mechanischen Schwingungen und Körperschallwellen des Motors erfasst. Durch die erfindungsgemäße Auswertung der Daten des oder der ersten Signale der Schwingungserfassungseinrichtung in der Antriebssteuerungseinrichtung ist es möglich, dass die auftretenden Vibrationen im Bezug gesetzt werden zu weiteren Messgrößen oder Zustandsgrößen des Antriebs wie beispielsweise der Drehzahl.The motor arrangement is preferably a compact servo motor. Such compact servo motors can be tested for excessive or inadmissible vibrations by integrating a vibration detection device and the additional evaluation for motor and machine monitoring. Due to the particularly advantageous arrangement of the vibration detection device in the control electronics, for example, a control or power card that is firmly connected to the stator or the housing of the engine, it is possible that this vibration detection device detects the mechanical vibrations and structure-borne sound waves of the engine at this point. Due to the inventive evaluation of the data of the first or the first signals of the vibration detection device in the drive control device, it is possible that the vibrations occurring are related to other measured variables or state variables of the Drive such as the speed.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einen Umrichter, oder Wechselrichter zum Betreiben einer Motoranordnung gerichtet, wobei dieser Umrichter oder Wechselrichter an einer Motoreinheit angeordnet werden kann und eine Antriebssteuerungseinheit aufweist, welche die Bewegung der Motoreinheit steuert. Dabei weist dieser Umrichter eine permanent an dem Umrichter angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung auf, welche geeignet ist, mechanische Schwingungen der Motoreinheit zu erfassen und ein erstes Signal auszugeben, welches für diese mechanischen Schwingungen charakteristisch ist. Weiterhin ist diese Schwingungserfassungseinrichtung derart gestaltet, dass das erste Signal an die Antriebssteuerungseinheit ausgegeben werden kann.The The present invention is further directed to an inverter, or inverter directed to operating a motor assembly, said inverter or inverter can be arranged on a motor unit and a drive control unit which controls the movement the motor unit controls. In this case, this inverter has a permanent on the inverter arranged vibration detection device, which is suitable for mechanical vibrations of the motor unit capture and output a first signal, which for this mechanical vibration is characteristic. Furthermore, this is Vibration detection device designed such that the first Signal can be output to the drive control unit.

Bevorzugt ist die Schwingungserfassungseinrichtung in einem Gehäuse des Umrichters angeordnet und der Umrichter bzw. dessen Gehäuse ist direkt an einem Gehäuse der Motoreinheit befestigt.Prefers is the vibration detecting device in a housing of the Inverter arranged and the inverter or its housing is direct on a housing the motor unit attached.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben einer Motoranordnung gerichtet, wobei die Motoranordnung eine Motoreinheit, einen Umrichter, der die Motoreinheit versorgt, und eine Antriebssteuerungseinheit, welche die Bewegungen der Motoreinheit steuert, aufweist. Erfindungsgemäß ist eine an der Motoranordnung permanent und bevorzugt auch stationär angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung vorgesehen, welche mechanische Schwingungen der Motoreinheit erfasst und ein erstes Signal ausgibt, welches für mechanische Schwingungen charakteristisch ist. Weiterhin wird erfindungsgemäß das erste Signal an die Antriebssteuerungseinheit ausgegeben.The The present invention is further directed to a method of operation directed to a motor assembly, wherein the motor assembly comprises a motor unit, a converter that supplies the motor unit, and a drive control unit, which controls the movements of the motor unit has. According to the invention is a on the motor assembly permanently and preferably also stationary arranged vibration detection device provided which detects mechanical vibrations of the motor unit and outputs a first signal indicative of mechanical vibrations is characteristic. Furthermore, according to the invention, the first Signal output to the drive control unit.

Vorzugsweise ist die Motoranordnung in der oben beschriebenen Art ausgeführt. Besonders bevorzugt erfolgt die Auswertung der ersten Signale und gegebenenfalls auch der weiteren Größen im Frequenzbereich. Dabei können Störungen wie beispielsweise eine Unwucht oder Lagerschäden an ihren typischen drehzahlabhängigen Frequenzen erkannt werden. Als Referenz kann beispielsweise ein an einer neuen Maschine ermittelter und in der Steuerungseinrichtung abgespeicherter Soll- bzw. Gutzustand verwendet werden. Dabei kann auch eine Vielzahl von beispielsweise drehzahlabhängigen Referenzwerten vorliegen.Preferably the engine assembly is designed in the manner described above. Especially Preferably, the evaluation of the first signals and optionally also the other sizes in the frequency range. It can disorders such as imbalance or bearing damage at their typical speed-dependent frequencies be recognized. For example, a reference to a new Machine determined and stored in the control device Target or good condition are used. It can also be a variety for example, speed-dependent Reference values are available.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:Further Advantages and embodiments the present invention will become apparent from the accompanying drawings:

Darin zeigen:In this demonstrate:

1 ein stark schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Motoranordnung; und 1 a highly schematic block diagram of a motor assembly according to the invention; and

2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung einer erfindungemäßen Schwingungserfassungseinrichtung. 2 a schematic representation for illustrating the arrangement of a erfindungemäßen vibration detection device.

1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Motoranordnung 1. Diese Motoranordnung 1 weist eine Motoreinheit 2 auf, d. h. diejenige Einheit, welche letztlich die Drehbewegung einer Motorwelle 16 erzeugt. 1 shows a block diagram of a motor assembly according to the invention 1 , This engine arrangement 1 has a motor unit 2 on, ie that unit, which ultimately the rotational movement of a motor shaft 16 generated.

Direkt an der Motoreinheit 2 ist ein Umrichter oder Wechselrichter 4 angeordnet, der die Motoreinheit 2 mit elektrischer Energie speist. Genauer gesagt ist der Umrichter 4 bei der in 1 gezeigten Ausführungsform in einem Gehäuse 5 angeordnet und dieses Gehäuse wiederum an einem Gehäuse 14 der Motoreinheit 2 angeordnet. Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf eine Antriebssteuerungseinheit, wie beispielsweise einen Antriebsprozessor und das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Schwingungserfassungseinrichtung, welche mechanische Schwingungen der Motoreinheit 2 bzw. des Motorgehäuses 14 erfasst.Directly on the motor unit 2 is an inverter or inverter 4 arranged, which is the motor unit 2 fed with electrical energy. More precisely, the inverter is 4 at the in 1 shown embodiment in a housing 5 arranged and this housing in turn on a housing 14 the motor unit 2 arranged. The reference number 6 refers to a drive control unit such as a drive processor and the reference numeral 10 denotes a vibration detecting device, which mechanical vibrations of the motor unit 2 or the motor housing 14 detected.

Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Speichereinrichtung, in der beispielsweise Referenzdaten oder Referenzkurven für einen Sollzustand abgespeichert sein können. So könnten hier zulässige Höchstwerte für eine Schwingungsamplitude einer an dem Gehäuse der Motoreinheit 2 auftretenden Schwingung in Abhängigkeit von der Drehzahl oder dem Drehmoment der Motoreinheit abgespeichert sein.The reference number 18 indicates a memory device in which, for example, reference data or reference curves for a desired state can be stored. For example, allowed maximum values for a vibration amplitude of a on the housing of the motor unit 2 occurring vibration as a function of the speed or the torque of the motor unit to be stored.

Dabei ist es bevorzugt möglich, die Schwingungserfassungseinrichtung 10 auf der Prozessorkarte oder der Leistungskarte der Regelelektronik anzuordnen und auf diese Weise funktional mit dem Antriebsprozessor bzw. der Antriebssteuerungseinheit 6 zu verbinden. Bevorzugt ist dabei die Prozessor und Leistungskarte bzw. die Antriebssteuerungseinrichtung 6 so in dem Gehäuse 5 bzw. an dem Gehäuse 16 der Motoreinheit 2 befestigt, das mechanische Schwingungen dieses Gehäuses 14 von der Schwingungserfassungseinrichtung 6 erfasst werden können. Die Schwingungserfassungseinheit 6 ist dabei besonders bevorzugt in sogenannter MEMS-Technologie (micro-electro-mechanical system) ausgeführt. Ein MEMS ist eine Kombination aus mechanischen Elementen, Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen, die auf einem Substrat bzw. Chip angeordnet sind. Beispiele für halbleiterbasierte MEMS sind unter anderem auch Beschleunigungssensoren.It is preferably possible, the vibration detection device 10 to arrange on the processor card or the power card of the control electronics and in this way functionally with the drive processor or the drive control unit 6 connect to. Preference is given to the processor and power card or the drive control device 6 so in the case 5 or on the housing 16 the motor unit 2 attached, the mechanical vibrations of this case 14 from the vibration detecting device 6 can be detected. The vibration detection unit 6 is particularly preferably embodied in so-called MEMS technology (micro-electro-mechanical system). A MEMS is a combination of mechanical elements, sensors, actuators and electronic circuits arranged on a substrate or chip. Examples of semiconductor-based MEMS include acceleration sensors.

2 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Anordnung von Schwingungserfassungseinrichtungen 10 an einer Motoreinheit 2. Dabei ist an dem Gehäuse 14 der Motoreinheit 2 eine erste Leiterkarte 7a (deren Bestandteil die Antriebssteuerungseinheit 6 ist) angeordnet. Über eine Schraubverbindung 9 ist ein Gehäuse 4 des Umrichters mit einer Bodenplatte 5a und einem Deckel 5b fest angeordnet. Damit werden auch Motorschwingungen direkt auf das Gehäuse 4 des Umrichters übertragen. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind zwei Leiterkarten 7a, 7b an alternativen Positionen dargestellt, an den jeweils Schwingungserfassungseinrichtungen 10 angeordnet sind. Dadurch, dass das Gehäuse 4 des Umrichters fest mit dem Motor verschraubt ist, werden auch die Motorschwingungen direkt auf die Schwingungserfassungseinrichtungen 10 übertragen. In der tatsächlichen Umsetzung ist bevorzugt entweder die Leiterkarte 7a oder die Leiterkarte 7b vorhanden. 2 shows a highly schematic representation of an arrangement of vibration detection devices 10 on a motor unit 2 , There at is on the housing 14 the motor unit 2 a first circuit board 7a (The component of which is the drive control unit 6 is) arranged. Via a screw connection 9 is a housing 4 of the inverter with a bottom plate 5a and a lid 5b firmly arranged. This also engine vibrations are directly on the housing 4 of the inverter. At the in 2 shown embodiment are two circuit boards 7a . 7b shown at alternative positions, to the respective vibration detection devices 10 are arranged. Because of the case 4 If the converter is firmly bolted to the motor, the motor vibrations are also applied directly to the vibration detection devices 10 transfer. In the actual implementation, either the printed circuit board is preferred 7a or the circuit board 7b available.

Die von der Schwingungserfassungseinrichtung 10 ausgegebenen Signale können gemeinsam mit weiteren Motordaten wie der Drehzahl und dem Drehmoment verarbeitet und auf diese Weise mit den genannten Werten in Beziehung gesetzt werden. Anhand dieses Vergleichs ist es möglich, festzustellen, ob vorgegebene Grenzwerte für Motorschwingungen in Abhängigkeit beispielsweise einer bestimmten Drehzahl überschritten werden.The of the vibration detection device 10 output signals can be processed together with other motor data such as the rotational speed and the torque and in this way be related to the said values. Based on this comparison, it is possible to determine whether predetermined limits for engine vibrations are exceeded as a function of, for example, a certain speed.

Ist dies der Fall so kann der Benutzer über eine Alarmausgabeeinrichtung 12 (vgl. 1) über einen Fehlzustand der Maschine informiert werden.If so, the user may have an alarm output device 12 (see. 1 ) are informed about a faulty state of the machine.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as long as they are individually or in combination with respect to State of the art are new.

11
Motoranordnungengine location
22
Motoreinheitmotor unit
44
Umrichterinverter
55
Gehäuse des UmrichtersHousing of inverter
5a5a
Bodenplatte des Gehäuses 5 Bottom plate of the housing 5
5b5b
Deckel des Gehäuses 5 Cover of the housing 5
66
AntriebssteuerungseinheitDrive control unit
7a, 7b7a, 7b
LeiterkartePCB
99
Schraubverbindungscrew
1010
SchwingungserfassungseinrichtungVibration detecting means
1212
SignalausgabeeinrichtungSignal output device
1414
Motorgehäusemotor housing
1616
Motorwellemotor shaft
1818
Speichereinrichtungmemory device

Claims (16)

Motoranordnung (1) mit einer Motoreinheit (2), einem Umrichter (4), der die Motoreinheit (2) versorgt und mit einer Antriebssteuerungseinheit (6), welche die Bewegungen der Motoreinheit (2) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (1) eine permanent an der Motoranordnung (1) angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung (10) aufweist, welche mechanische Schwingungen der Motoreinheit (2) erfasst und ein erstes Signal ausgibt, welches für diese mechanischen Schwingungen charakteristisch ist, wobei die Schwingungserfassungseinrichtung (10) derart gestaltet ist, dass das Signal an die Antriebssteuerungseinheit (6) ausgegeben wird.Motor arrangement ( 1 ) with a motor unit ( 2 ), a converter ( 4 ), which is the engine unit ( 2 ) and with a drive control unit ( 6 ), which detects the movements of the motor unit ( 2 ), characterized in that the engine assembly ( 1 ) permanently on the engine assembly ( 1 ) arranged vibration detection device ( 10 ), which mechanical vibrations of the motor unit ( 2 ) and outputs a first signal which is characteristic of these mechanical oscillations, wherein the vibration detection device ( 10 ) is configured such that the signal to the drive control unit ( 6 ) is output. Motoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserfassungseinrichtung (10) in die Antriebssteuerungseinheit (6) integriert ist.Motor arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the vibration detection device ( 10 ) into the drive control unit ( 6 ) is integrated. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (1) derart gestaltet ist, dass das erste Signal mit wenigstens einer für den Betrieb des Motors charakteristischen Bewegungsgröße in Beziehung gesetzt wird.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the engine arrangement ( 1 ) is configured such that the first signal is related to at least one characteristic of movement of the motor. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserfassungseinrichtung (10) in einem Gehäuse (5) des Umrichters (4) angeordnet ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vibration detection device ( 10 ) in a housing ( 5 ) of the inverter ( 4 ) is arranged. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) direkt mit einem Gehäuse (14) der Motoreinheit (2) verbunden ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the converter ( 4 ) directly with a housing ( 14 ) of the motor unit ( 2 ) connected is. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (1) eine Signalausgabeeinrichtung (12) aufweist, die bei Auftreten vorbestimmter erster Signale ein Ausgabesignal ausgibt.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the engine arrangement ( 1 ) a signal output device ( 12 ), which outputs an output signal when predetermined first signals occur. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) an der Motoreinheit (2) angeordnet ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the converter ( 4 ) on the motor unit ( 2 ) is arranged. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) in einem Gehäuse (14) angeordnet ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the converter ( 4 ) in a housing ( 14 ) is arranged. Motoranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) an der Motoreinheit (2) anordenbar ist.Motor arrangement ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the converter ( 4 ) on the motor unit ( 2 ) can be arranged. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserfassungseinrichtung (10) ein Schwingungsaufnehmer (10) ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vibration detection device ( 10 ) a vibration sensor ( 10 ). Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungserfassungseinrichtung (10) ein Körperschallsensor (10) ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the vibration detection device ( 10 ) a structure-borne sound sensor ( 10 ). Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (1) eine Speichereinrichtung (18) aufweist, in der für die Bewegung der Motoreinheit (2) charakteristische Werte abgespeichert sind.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the engine arrangement ( 1 ) a memory device ( 18 ), in which for the movement of the motor unit ( 2 ) characteristic values are stored. Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (1) ein Kompaktservomotor ist.Motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the engine arrangement ( 1 ) is a compact servo motor. Umrichter (4), insbesondere zum Betreiben einer Motoranordnung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei dieser Umrichter (4) an einer Motoreinheit (2) anordenbar ist, und eine Antriebssteuerungseinheit (6), welche die Bewegungen der Motoreinheit (2) steuert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) eine permanent an dem Umrichter (4) angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung (10) aufweist, welche geeignet ist, mechanische Schwingungen der Motoreinheit (2) zu erfassen und ein erstes Signal auszugeben, welches für diese mechanischen Schwingungen charakteristisch ist und wobei die Schwingungserfassungseinrichtung (10) derart gestaltet ist, dass das erste Signal an die Antriebssteuerungseinheit ausgegeben werden kann.Inverter ( 4 ), in particular for operating a motor arrangement ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein this converter ( 4 ) on a motor unit ( 2 ), and a drive control unit ( 6 ), which detects the movements of the motor unit ( 2 ), characterized in that the inverter ( 4 ) permanently on the inverter ( 4 ) arranged vibration detection device ( 10 ), which is suitable mechanical vibrations of the motor unit ( 2 ) and output a first signal which is characteristic of these mechanical oscillations and wherein the vibration detection device ( 10 ) is configured such that the first signal can be output to the drive control unit. Verfahren zum Betreiben einer Motoranordnung (1), wobei die Motoranordnung (1) eine Motoreinheit (2), einen Umrichter (4), der die Motoreinheit (2) versorgt und eine Antriebssteuerungseinheit (6), welche die Bewegungen der Motoreinheit (2) steuert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Motoranordnung (1) permanent angeordnete Schwingungserfassungseinrichtung (10) mechanische Schwingungen der Motoreinheit (2) erfasst und an die Antriebssteuerungseinheit (6) ein erstes Signal ausgibt, welches für diese mechanischen Schwingungen charakteristisch ist.Method for operating a motor arrangement ( 1 ), the engine assembly ( 1 ) a motor unit ( 2 ), an inverter ( 4 ), which is the engine unit ( 2 ) and a drive control unit ( 6 ), which detects the movements of the motor unit ( 2 ), characterized in that one on the engine assembly ( 1 ) permanently arranged vibration detection device ( 10 ) mechanical vibrations of the motor unit ( 2 ) and to the drive control unit ( 6 ) outputs a first signal which is characteristic of these mechanical vibrations. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1–10 ausgeführt ist.Method according to claim 13, characterized in that that the engine assembly according to at least one of the preceding Claims 1-10 is executed.
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