DE102014004282A1 - Method for operating a drive system and drive system for carrying out a method - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems und Antriebssystem zur Durchführung eines Verfahrens, wobei das Antriebssystem einen aus einem Energiespeicher speisbaren Wechselrichter aufweist, aus welchem ein Elektromotor speisbar ist, wobei eine physikalische Zustandsgröße des Energiespeichers, insbesondere die vom Energiespeicher dem Wechselrichter zur Verfügung gestellte Spannung und/oder die im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge erfasst wird und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes, insbesondere eines kritischen Spannungswertes beziehungsweise eines kritischen Wertes an Energiemenge, ein Bewegungsablauf gestartet wird.Method for operating a drive system and drive system for carrying out a method, wherein the drive system comprises an inverter can be fed from an energy storage, from which an electric motor can be fed, wherein a physical state variable of the energy storage, in particular the voltage provided by the energy storage device available voltage and / or the amount of energy stored in the energy store is detected and a movement is started when falling below a predetermined value, in particular a critical voltage value or a critical value of energy.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems und ein Antriebssystem zur Durchführung eines Verfahrens.The invention relates to a method for operating a drive system and a drive system for carrying out a method.
Es ist allgemein bekannt, dass bei Netzspannungsversorgungsausfall mittels einer unterbrechungsfreien Stromversorgung, also USV, die Stromversorgung aufrecht erhaltbar ist.It is well known that in mains voltage supply failure by means of an uninterruptible power supply, so UPS, the power supply is maintained upright.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems weiterzubilden, wobei eine USV entbehrlich ist und trotzdem die Sicherheit beibehalten wird.The invention is therefore based on the object of developing a method for operating a drive system, wherein a UPS is dispensable and still the safety is maintained.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the method according to the features indicated in claim 1.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems sind, dass das Antriebssystem einen aus einem Energiespeicher speisbaren Wechselrichter aufweist, aus welchem ein Elektromotor speisbar ist,
wobei eine physikalische Zustandsgröße des Energiespeichers, insbesondere die vom Energiespeicher dem Wechselrichter zur Verfügung gestellte Spannung und/oder die im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge erfasst wird und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes, insbesondere eines kritischen Spannungswertes beziehungsweise eines kritischen Wertes an Energiemenge, ein Bewegungsablauf gestartet wird.Important features of the invention in the method for operating a drive system are that the drive system has an inverter which can be fed from an energy store and from which an electric motor can be fed.
wherein a physical state variable of the energy storage device, in particular the voltage supplied by the energy storage device to the inverter and / or the amount of energy stored in the energy storage device is detected and a movement sequence is started when the value drops below a predetermined value, in particular a critical voltage value or a critical value.
Von Vorteil ist dabei, dass eine unterbrechungsfreie Stromversorgung einsparbar ist. Denn der Antrieb ist aus dem Energiespeicher versorgbar und wird dann eingeschaltet zum Ausführen des Bewegungsablaufs, bevor die im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge die für die Ausführung des Bewegungsablaufs notwendige Energiemenge unterschreitet. Somit ist der Bewegungsablauf einerseits durch das Unterschreiten eines hierfür vorgesehenen kritischen Wertes auslösbar und andererseits durch eine von einer übergeordneten Steuerung erzeugten Warnmeldung und/oder Risikowarnmeldung. Bei Vorhandensein der Netzversorgung wird also der Bewegungsablauf nur ausgelöst, wenn die Warninformation eintrifft. Bei Nichtvorhandensein der Netzversorgung wird also der Bewegungsablauf ausgelöst, sobald die Energiemenge im Energiespeicher kritisch abgenommen hat, also die gespeicherte Energiemenge droht, die für die Ausführung des Bewegungsablaufs notwendige Energiemenge zu unterschreiten.The advantage here is that an uninterruptible power supply can be saved. Because the drive is supplied from the energy storage and is then turned on to perform the sequence of motions before the amount of energy stored in the energy storage falls below the amount of energy necessary for the execution of the movement process. Thus, the movement is triggered on the one hand by falling below a critical value provided for this purpose and on the other hand by a warning message generated by a higher-level control and / or risk warning message. In the presence of the mains supply so the movement is triggered only when the warning information arrives. In the absence of the mains supply so the movement is triggered when the amount of energy in the energy storage has decreased critical, so the amount of energy stored threatens to fall below the necessary amount of energy for the execution of the movement.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes und bei Eintreffen einer Warninformation, insbesondere wie Meldung von Brand, Feuer, Erdbeben, Kriegsgefahr, Hochwasser oder sonstiger Gefahr oder Risiko, der Bewegungsablauf gestartet. Von Vorteil ist dabei, dass bei Vorhandensein der Netzversorgung der Bewegungsablauf zur Erreichung eines Schutzes ausgeführt wird, wenn eine Warninformation eintrifft.In an advantageous embodiment, when the predetermined value is exceeded and warning information arrives, in particular, such as notification of fire, fire, earthquake, danger of war, flood or other danger or risk, the course of motion is started. The advantage here is that in the presence of the power supply, the movement sequence to achieve protection is executed when a warning information arrives.
Beispielhaft ist der Bewegungsablauf ein Schließen eines Tors und/oder ein Schließen eines Brandschotts.By way of example, the movement sequence is closing a gate and / or closing a firewall.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Start des Bewegungsablaufs eine nicht verschwindende Beschleunigung vorgegeben. Von Vorteil ist dabei, dass der Motor beschleunigt wird, insbesondere also die abgegebene Drehzahl.In an advantageous embodiment, a non-vanishing acceleration is specified at the start of the movement. The advantage here is that the engine is accelerated, especially the output speed.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Bewegungsablauf dem Elektromotor ein zeitlich veränderlicher Drehzahl- oder Drehmomentverlauf vorgegeben. Von Vorteil ist dabei, dass der Motor beschleunigbar ist, nachfolgend auf einer Drehzahl haltbar ist und schließlich die Drehzahl reduzierbar ist. Statt einer Sollvorgabe von Drehzahl ist auch eine Vorgabe von Drehmoment ausführbar.In an advantageous embodiment, a time-variable speed or torque curve is specified as a movement of the electric motor. The advantage here is that the motor is accelerated, is subsequently stable to a speed and finally the speed is reduced. Instead of a target specification of speed, a specification of torque is executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dauert der Bewegungsablauf mindestens vier Sekunden und dabei wird der Motor zumindest mehr als eine Sekunde lang mit zumindest einem Drittel seiner Nennleistung betrieben. Von Vorteil ist dabei, dass der Energiespeicher viel mehr Energie aufnehmen kann als ein Zwischenkreiskondensator, durch den eine ausreichend hohe Zwischenkreisspannung nur weniger als zehn Netzperiodendauern aufrecht erhaltbar ist.In an advantageous embodiment, the movement takes at least four seconds and while the engine is operated at least one third of its rated power for at least more than one second. The advantage here is that the energy storage can absorb much more energy than a link capacitor, through which a sufficiently high DC link voltage only less than ten net period durations is maintained.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erzeugt eine Signalelektronik Ansteuersignale für den Wechselrichter und ist aus dem Energiespeicher versorgbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Zwischenkreisspannung absinkt, wenn ein Netzspannungsausfall längere Zeit vorliegt. Somit wird aber abhängig von der im Energiespeicher gespeicherten Energiemenge der Bewegungsablauf ausgelöst. Die hierfür kritische Ausfallzeit ist einerseits durch die Ausführung des Energiespeichers und andererseits durch den Stromverbrauch der Signalelektronik bestimmt.In an advantageous embodiment, a signal electronics generates control signals for the inverter and can be supplied from the energy store. The advantage here is that the DC link voltage drops when a mains voltage failure is present for a long time. Thus, however, depending on the amount of energy stored in the energy storage, the motion sequence is triggered. The critical downtime is determined on the one hand by the design of the energy storage and on the other hand by the power consumption of the signal electronics.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vorgegebene Wert derart bestimmt, dass beim Starten des Bewegungsablaufs im Energiespeicher mehr Energie gespeichert ist als zur Ausführung des Bewegungsablaufs notwendig. Von Vorteil ist dabei, dass der Bewegungsablauf gerade noch vollständig ausführbar ist.In an advantageous embodiment of the predetermined value is determined such that more energy is stored when starting the movement in the energy storage as necessary to carry out the movement sequence. The advantage here is that the movement is just completely executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei generatorischem Betrieb des Motors dem Energiespeicher generatorisch erzeugte Energie zugeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Energieverbrauch beim Betrieb verringerbar ist.In an advantageous embodiment of the energy storage regenerated energy is supplied in regenerative operation of the engine. The advantage here is that the energy consumption during operation is reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Starten des Bewegungsablaufs eine Warnmeldung angezeigt und/oder wird über einen Kommunikationskanal an eine weitere mit dem Kommunikationskanal verbundene Vorrichtung übertragen. Von Vorteil ist dabei, dass der Netzausfall zur Weiterleitung einer Warnmeldung führt, solange noch genügend Energie im Energiespeicher zur Versorgung der Signalelektronik vorhanden ist.In an advantageous embodiment, a warning message is displayed when starting the movement sequence and / or is transmitted via a communication channel to another device connected to the communication channel. The advantage here is that the power failure leads to the forwarding of a warning message, as long as enough energy in the energy storage to supply the signal electronics is available.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die vom Motor angetriebene Vorrichtung ein Tor und/oder ein Brandschott. Von Vorteil ist dabei, dass die Gefahr abtrennbar ist von der Umgebung.In an advantageous embodiment, the device driven by the motor is a gate and / or a firewall. The advantage here is that the danger is separable from the environment.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Motor nicht aus einer unterbrechungsfreien Stromversorgung versorgt. Von Vorteil ist dabei, dass in wenig aufwendiger Weise bei Auftreten der Gefahr der Antrieb noch betreibbar ist, um die Sicherheit zu erhöhen, indem die Gefahr abtrennbar ist.In an advantageous embodiment, the engine is not powered from an uninterruptible power supply. The advantage here is that in little costly manner when the danger of the drive is still operable to increase safety by the risk is separable.
Wichtige Merkmale des Antriebssystems zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens sind, dass der Wechselrichter aus einem Energiespeicher versorgbar ist und ein Sensor zur Erfassung der physikalischen Zustandsgröße mit einer Signalelektronik verbunden ist, welche Ansteuersignale für den Wechselrichter erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dassImportant features of the drive system for carrying out an aforementioned method are that the inverter can be supplied from an energy store and a sensor for detecting the physical state variable is connected to a signal electronics system which generates drive signals for the inverter. The advantage here is that
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Energiespeicher derart dimensioniert, dass die für den Bewegungsablauf notwendige Energie dem Motor bereit stellbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöhbar ist.In an advantageous embodiment of the energy storage is dimensioned such that the necessary energy for the movement of the engine is ready adjustable. The advantage here is that the security can be increased.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dem Energiespeicher ein Zwischenkreiskondensator parallel zugeschaltet. Von Vorteil ist dabei, dass die Zwischenkreisspannung glättbar ist.In an advantageous embodiment of the energy storage, a DC link capacitor is connected in parallel. The advantage here is that the DC link voltage is smoothed.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Energiespeicher aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz über einen Gleichrichter und einen zwischen Gleichrichter und Energiespeicher angeordneten DC/DC-Wandler speisbar. Von Vorteil ist dabei, dass der Ladestrom für den Energiespeicher mittels des DC/DC-Wandlers steuerbar ist, insbesondere zum Aufladen oder Entladen.In an advantageous embodiment of the energy storage from the AC power supply network via a rectifier and a rectifier and energy storage arranged DC / DC converter can be fed. The advantage here is that the charging current for the energy storage means of the DC / DC converter is controllable, in particular for charging or discharging.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wechselrichter direkt oder über den DC/DC-Wandler aus dem Energiespeicher versorgbar. Von Vorteil ist bei direkter Versorgung, dass die zugehörige Versorgungsspannung mittels des DC/DC-Wandler steuerbar ist, solange die Netzversorgung aufrecht erhalten ist. Von Vorteil ist bei der der Versorgung über den DC/DC-Wandler, dass die Spannung am Energiespeicher unterschiedlich sein darf von der Zwischenkreisspannung.In an advantageous embodiment, the inverter can be supplied directly or via the DC / DC converter from the energy store. It is advantageous for direct supply that the associated supply voltage can be controlled by means of the DC / DC converter, as long as the mains supply is maintained. An advantage of the supply via the DC / DC converter is that the voltage at the energy store may differ from the DC link voltage.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination options of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or the task posing by comparison with the prior art arise.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
In der
In der
Hierbei wird aus einem Wechselspannungsversorgungsnetz
Außerdem ist dem Zwischenkreiskondensator
Dabei ist die abgespeicherte Energiemenge derart groß, dass das Antriebssystem zumindest für mehrere Sekunden, beispielsweise mehr als fünf Sekunden, mit seiner Nennleistung betreibbar ist, wenn das Wechselspannungsversorgungsnetz
Aus der Zwischenkreisspannung ist ein Wechselrichter
Somit ist der Elektromotor
Der Motor treibt beispielsweise ein Tor an, insbesondere Tür oder Brandschott. Somit ist im Sicherheitsfall, insbesondere bei Brand, das Tor schließbar oder offenbar – abhängig von der jeweiligen Sicherheitsvorgabe. Für das Bewegen des Tors ist hierbei ein Steuerablauf vorgesehen, also ein Bewegungsablauf. Der Bewegungsablauf umfasst zumindest einen anfänglichen Beschleunigungsabschnitt und einen abschließenden Bremsbeschleunigungsabschnitt. Dazwischen kann ein beschleunigungsfreier Zeitabschnitt angeordnet sein. Der Motor wird entsprechend des Bewegungsablaufs gesteuert.For example, the engine drives a gate, especially a door or firewall. Thus, in case of security, especially in case of fire, the gate can be closed or apparently - depending on the respective security specification. For the movement of the gate in this case a control process is provided, so a movement. The movement includes at least an initial acceleration section and a final brake acceleration section. In between, an acceleration-free period of time can be arranged. The motor is controlled according to the movement sequence.
Die für den Bewegungsablauf notwendige Energie ist im Energiespeicher gespeichert.The necessary energy for the movement is stored in the energy storage.
Der Energiespeicher ist vorzugsweise aus elektrisch verschalteten Kondensatoren, insbesondere Doppelschichtkondensatoren, ausgeführt und weist ein separates Gehäuse auf. Somit ist der Wechselrichter
Ein Mittel zur Erfassung der am Energiespeicher
Im Sicherheitsfall, also beispielsweise nach Detektion von Brand, Feuer oder dergleichen, und/oder bei Unterschreiten eines kritischen Spannungswertes durch die Spannung wird der Bewegungsablauf gestartet.In the case of safety, that is, for example, after detection of fire, fire or the like, and / or falls below a critical voltage value by the voltage of the movement sequence is started.
Somit wird bei Netzspannungsausfall und dadurch bewirktem nachfolgendem Absinken der Spannung unter den kritischen Spannungswert der Bewegungsablauf gestartet.Thus, in case of mains voltage failure and thus caused subsequent drop of the voltage below the critical voltage value, the movement sequence is started.
Eine USV ist somit entbehrlich. Außerdem ist die Signalelektronik aus dem Zwischenkreis versorgbar. Durch die damit verbundene Energieabnahme im Energiespeicher nimmt die Spannung langsam ab, wenn ein Netzspannungsversorgungsausfall vorliegt.A UPS is thus unnecessary. In addition, the signal electronics can be supplied from the DC link. As a result of the associated energy decrease in the energy store, the voltage slowly decreases when there is a mains voltage supply failure.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist statt des Tors eine andere Vorrichtung vom Antriebssystem anzutreiben.In a further embodiment of the invention, instead of the gate, another device is to be driven by the drive system.
In dem Ausführungsbeispiel nach
Somit ist im Normalbetrieb der Energiespeicher
Sobald die mit dem Mittel zur Erfassung der am Energiespeicher
Vorteil der Anordnung nach
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Steuerelektronik
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wechselspannungsversorgungsnetz, insbesondere dreiphasigAC power supply network, in particular three-phase
- 22
- AC/DC-Wandler, insbesondere GleichrichterAC / DC converter, in particular rectifier
- 33
- DC/DC-WandlerDC / DC converter
- 44
- Energiespeicherenergy storage
- 55
- Wechselrichterinverter
- 66
- ZwischenkreiskondensatorLink capacitor
- 77
- Elektromotor, insbesondere DrehstrommotorElectric motor, in particular three-phase motor
- 2020
- Steuerelektronikcontrol electronics
Claims (15)
Priority Applications (1)
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DE102014004282.0A DE102014004282A1 (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Method for operating a drive system and drive system for carrying out a method |
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---|---|
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WO2021008725A1 (en) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Method for operating a system, and system having a supply module, an inverter, an energy store and a power supply unit |
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-
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- 2014-03-26 DE DE102014004282.0A patent/DE102014004282A1/en active Pending
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