DE102018125999A1 - Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters und Steuerungsvorrichtung für einen Scrollverdichter - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters und Steuerungsvorrichtung für einen Scrollverdichter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das der Steuerung eines Scrollverdichters dient, der insbesondere eine erste und eine zweite Spirale aufweist, die ineinander angeordnet sind. Dabei ist die erste Spirale für einen De- oder Kompressionsbetrieb des Scrollverdichters relativ zur zweiten Spirale bewegbar. Um eine längere Betriebslebensdauer des Scrollverdichters zu ermöglichen, weist das Verfahren folgende Schritte auf:- Ansteuern eines Motors zum Bewegen der ersten Spirale;- Messen einer Vielzahl von Beschleunigungskräften auf den Scrollverdichter, wobei die Beschleunigungskräfte abhängig von einer relativen Position und/oder einem Positionswinkel der ersten Spirale zur zweiten Spirale sind;- Ansteuern des Motors durch Anpassen des Momentenverlaufs des Motors, abhängig von den gemessenen Beschleunigungskräften derart, dass die Beschleunigungskräfte reduziert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters als auch eine Steuerungsvorrichtung für einen Scrollverdichter.
  • Ein Scrollverdichter ist eine Maschine, die Gase im Wesentlichen, Fluide im Allgemeinen, ähnlich einer Pumpe weitertransportieren und zusätzlich verdichten kann. Ein Scrollverdichter weist hierzu zwei ineinander angeordnete Spiralen auf, deren relativ zueinander gegenläufige Bewegungen das Gas portionsweise verdichtet. Hierzu ist beispielsweise eine erste Spirale stationär positioniert und die zweite Spirale insbesondere ohne Eigendrehung auf einer kreisförmigen Bahn um den Mittelpunkt der ersten Spirale bewegbar. Durch die Bewegung der zweiten Spirale gegenüber der ersten wird stets eine Kammer bzw. Hohlraum zwischen den beiden Spiralen gebildet, die/der abhängig vom Drehsinn der Bewegung zum Mittelpunkt oder zur Außenseite der Spiralen verlagert wird. In der Regel wird die Spirale derart bewegt, dass das zu pumpende Gas von außen angesaugt wird, innerhalb der Pumpe verdichtet und über einen Anschluss in der Spiralmitte ausgestoßen wird.
  • Der Scrollverdichter kann durch den Vorgang der Kompression oder Dekompression und insbesondere aufgrund des über die kreisförmige Bewegungsbahn nicht konstant benötigten Drehmoments Beschleunigungskräfte entwickeln, welche sich u.a. auf das Scrollgehäuse übertragen. Dadurch kann es zu starken Vibrationen kommen, die die Spiralen des Scrollverdichters und/oder dessen Gehäuse auf Dauer beschädigen und somit die Betriebslebensdauer des Scrollverdichters reduzieren.
  • Außerdem sollen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen (ohne Verbrennungsmotor) Scrollkompressoren bzw. -verdichter möglichst vibrationsarm arbeiten, da die Vibration bei Elektrofahrzeugen im Vergleich zu fossilbetriebenen Fahrzeugen von Grund auf geringer ist und keine zusätzlichen Vibrationsquellen wie z.B. ein Scrollverdichter erwünscht sind.
  • Angesichts dessen wird ein Verfahren gesucht, dass im Wesentlichen die Betriebslebensdauer eines Scrollverdichters verlängert.
  • Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Das Verfahren dient der Steuerung eines Scrollverdichters, der insbesondere eine erste und eine zweite Spirale aufweist, die ineinander angeordnet sind. Dabei ist die erste Spirale für einen De- oder Kompressionsbetrieb des Scrollverdichters relativ zur zweiten Spirale bewegbar. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • - Ansteuern eines Motors zum Bewegen der ersten Spirale;
    • - Messen einer Vielzahl von Beschleunigungskräften auf den Scrollverdichter, wobei die Beschleunigungskräfte abhängig von einer relativen Position und/oder einem Positionswinkel der ersten Spirale zur zweiten Spirale sind;
    • - Ansteuern des Motors durch Anpassen des Momentenverlaufs des Motors, abhängig von den gemessenen Beschleunigungskräften derart, dass die Beschleunigungskräfte reduziert werden.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, einen Scrollverdichter, der keine internen bzw. eingebauten Sensoren aufweist, besser steuern zu können. Dadurch müssen bereits bekannte elektrisch betriebene Scrollverdichter nicht durch neu konzipierte und gebaute Scrollverdichter ersetzt werden, was Kosten und Zeit bei einer entsprechenden Aufrüstung des Scrollverdichters spart.
  • Durch den vibrationsarmen Betrieb werden die Bauteile des Scrollverdichters, insbesondere die Spiralen und damit verbundene Lagerelemente, geschont und vor einer exzessiven Abnutzung geschützt. Gleichzeitig kann damit eine längere Betriebslebensdauer des Scrollverdichters sichergestellt werden.
  • Die Beschleunigungskräfte werden vorzugsweise durch entsprechende Sensoren gemessen, die an der Außenseite eines Scrollverdichters angeordnet sein können. Ansonsten kann der Scrollverdichter hinsichtlich seines Saugdrucks und/oder seines Hochdrucks bestimmt und gemessen werden. Zusätzliche Informationen, die zur Verfügung stehen, sind die Momentenverläufe bzw. die Kennfelddiagramme des Scrollverdichters und des Elektromotors, die das benötigte bzw. zur Verfügung stehende Drehmoment abhängig vom Winkel/Phase und/oder von der Drehzahl beschreibt.
  • Es hat sich des Weiteren als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Anpassen des Momentenverlaufs des Motors folgende Schritte aufweist:
    • - Verschieben einer Drehmomentphase des Motors in eine erste Richtung;
    • - Messen der Vielzahl von Beschleunigungskräften;
    wenn sich die Beschleunigungskräfte erhöhen, verschieben der Drehmomentphase des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist;
    wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, weiterverschieben der Drehmomentphase des Motors in die momentane Richtung, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  • Diese Schritte haben den Vorteil, dass die vom Motor bereitzustellende Leistung gleichbleibt und somit keine zusätzliche elektrische Leistung benötigt wird. Auch der Motor kann beibehalten und muss nicht durch einen leistungsstärkeren Motor ausgetauscht werden, um die Vibrationen zu reduzieren. Die Verschiebung des vom Motor bereitzustellenden Drehmoments erfolgt abhängig vom Winkel/Phase bzw. von der Position der zweiten Spirale relativ zur ersten Spirale. Jeder elektrische Motor hat eine Kennlinie, die das Drehmoment des Motors, abhängig von dem bereitgestellten Strom und/oder Spannung sowie von dem Winkel der Motorwelle, beschreibt. Sobald das Drehmoment des Motors derart Phasen- bzw. Winkel-verschoben wird, dass sie zur benötigten Drehmomentkennlinie des Scrollverdichters im Wesentlichen deckungsgleich wird, sinkt der Unterschied zwischen dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment und dem vom Scrollverdichter benötigte Drehmoment. Dabei entstehen Vibrationen erst dann, wenn das benötigte Drehmoment amplitudenmäßig größer ist als das zur Verfügung stehende Drehmoment. Da sich die Kennlinie des für den Scrollverdichter benötigten Drehmoments nach 360°, also nach einer Umdrehung der Spirale, periodisch wiederholt und nur ein Maximum aufweist, ist durch eine Winkel-/Phasenverschiebung des Drehmoments des Elektromotors sofort erkennbar, ob die Vibrationen reduziert werden und in welche Richtung, insbesondere im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, die Verschiebung dazu erfolgen muss.
  • Ebenso weist das Anpassen des Momentenverlaufs des Motors zusätzlich oder alternativ folgende Schritte vorzugsweise auf:
    • - Verändern einer Drehmomentamplitude des Motors in eine erste Richtung;
    • - Messen der Vielzahl von Beschleunigungskräften; wenn sich die Beschleunigungskräfte erhöhen, verändern der Drehmomentamplitude des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist; wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, weiterverändern der Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  • Diese vorteilhaften Schritte können zusätzlich oder alternativ zur Verschiebung der Drehmomentphase verwendet werden. Dabei wird die Stärke bzw. Amplitude des Drehmoments so lange geändert, bis die Vibrationen ein Minimum erreichen und/oder die Änderungen der Vibrationen, insbesondere dessen Reduktion, einen vor-/bestimmten Wert nicht mehr übersteigen. Ebenso kann die Amplitude des Drehmoments bis zu dem Punkt reduziert werden, an dem die Vibrationen anfangen, sich wieder zu verstärken. Diese Schritte haben den Vorteil, eine an die Nachfrage des Scrollverdichters angepasste Energiemenge bereitzustellen und gleichzeitig einen vibrationsarmen und energieeffizienten Betrieb zu ermöglichen.
  • Falls bzw. wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, erfolgt vorzugsweise das Weiterverändern der Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung solange, bis die Reduzierungsänderung der Beschleunigungskräfte einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Dieser Schritt soll das Verfahren beschleunigen und in einer absehbaren Zeitperiode beenden. Selbst wenn der Motor eine Drehmomentamplitude zur Verfügung stellt, die über dem vom Scrollverdichter benötigten Wert liegt, könnten weiterhin Vibrationen gemessen werden. Sobald die Vibrationsänderungen trotz der Drehmomentamplitudenänderungen kaum mehr reduziert werden, soll die Leistungsverstärkung des Motors nicht ins Unendliche erhöht, sondern gestoppt werden; dadurch wird insbesondere elektrische Energie gespart.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Beschleunigungskräfte derart reduziert, dass der gemessene Maximalwert und/oder die Summe der gemessenen Werte über mindestens einen Umlauf oder einen Umlaufabschnitt der ersten oder zweiten Spirale reduziert wird/werden. Dieser Schritt soll sicherstellen, dass die Vibrationen nicht für nur einen Zeitpunkt und/oder nur eine Winkelstellung, sondern vorzugsweise über eine oder mehrere komplette Umdrehung/Umläufe von der beweglichen Spirale reduziert sind.
  • Erfindungsgemäß ist ebenfalls eine Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 vorgesehen. Diese Steuerungsvorrichtung ist für einen Scrollverdichter mit einer ersten und einer zweiten Spirale, die ineinander angeordnet sind, ausgelegt. Des Weiteren ist die Steuerungsvorrichtung ausgelegt,
    • - einen Motor zu steuern, um eine erste Spirale für einen De- oder Kompressionsbetrieb des Scrollverdichters relativ zu einer zweiten Spirale zu bewegen;
    • - eine Vielzahl von Beschleunigungskräften auf den Scrollverdichter als Messwerte zu erfassen, wobei die Beschleunigungskräfte abhängig von einer relativen Position und/oder einem Positionswinkel der ersten Spirale zur zweiten Spirale sind; und
    • - den Motor durch Anpassen des Momentenverlaufs des Motors abhängig von den gemessenen Beschleunigungskräften derart zu steuern, dass die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduziert werden.
  • Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung hat die gleichen Vorteile wie das zuvor erläuterte Steuerungsverfahren und ist im Wesentlichen ausgebildet, die gleichen Schritte wie dieses Verfahren, insbesondere zusätzlich oder alternativ, auszuführen bzw. beim Scrollverdichter zu implementieren. Vice Versa kann das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung, insbesondere deren Steuerungsschritte, zusätzlich oder alternativ aufweisen.
  • Des Weiteren ist die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise ausgelegt, den Momentenverlauf des Motors derart anzupassen, dass eine Drehmomentphase des Motors in eine erste Richtung verschoben wird; wobei, wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte erhöhen, die Drehmomentphase des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verschieben, und wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduzieren, die Drehmomentphase des Motors in die momentane Richtung weiterverschieben, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  • Vorteilhafterweise ist die Steuerungsvorrichtung ausgelegt, den Momentenverlauf des Motors derart anzupassen, dass eine Drehmomentamplitude des Motors in eine erste Richtung verschoben wird; wobei, wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte erhöhen, die Drehmomentamplitude des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verschieben, und wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduzieren, die Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung weiterverschieben, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungsvorrichtung ausgelegt, wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, die Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung solange zu verändern, bis die Reduzierungsänderung der Beschleunigungskräfte einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
  • Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist, die Beschleunigungskräfte derart zu reduzieren, dass der gemessene Maximalwert und/oder die Summe der gemessenen Werte über mindestens einen Umlauf oder Umlaufabschnitt der ersten Spirale reduziert wird/werden.
  • Des Weiteren sind zum einen ein Scrollverdichter mit einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung sowie zum anderen ein computerlesbares Speichermedium mit gespeicherten Instruktionen vorgesehen, die, wenn durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, den mindestens einen Prozessor veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Die nachfolgend beschriebenen Figuren beziehen sich im Wesentlichen auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei diese Figuren nicht der Einschränkung, sondern im Wesentlichen der Veranschaulichung der Erfindung dienen.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 3/20;
    • 2 ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 3/25;
    • 3 ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 4/15;
    • 4 ein Wellendrehzahldiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20;
    • 5A eine Seitenansicht auf das Gehäuse eines Scrollverdichters;
    • 5B ein Beschleunigungskräftediagramm auf die Befestigungspunkte Mount 1 und 2 des Scrollverdichters von 5A;
    • 6 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 mit einem Phasenoffset von 30°;
    • 7 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 mit einem Phasenoffset von 60°;
    • 8 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 mit einem Phasenoffset von 10°;
    • 9 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 und einem Amplitudenfehler bzw. -Offset;
    • 10 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters abhängig vom Druckverhältnis;
    • 11 ein Diagramm über die Drehmomentabweichung abhängig vom Druckverhältnis; und
    • 12 ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters mit einer Vielzahl von verschiedenen Kennlinien, abhängig vom Umlaufbahnwinkel.
  • 1 zeigt ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 3/20; d.h. 3bar Eingangsdruck und 20bar Ausgangsdruck. Das durchschnittlich benötigte Drehmoment für den Scrollverdichter beträgt ca. 3,2 Nm (siehe gestrichelte Linie), um das genannte Druckverhältnis zu realisieren. Abhängig vom Umlaufbahnwinkel (engl. orbiting angle) beginnt das tatsächliche Drehmoment (siehe durchgezogene Linie) mit ca. 2,8 Nm bei 0 Grad und fällt stetig bis auf ein Minimum von ca. 2,4 Nm bei 60 Grad. Anschließend steigt das benötigte Drehmoment stetig bis auf ein Maximum von ca. 4,5 Nm bei ca. 200 Grad und fällt stetig bis ca. 2,8 Nm bei 360 Grad. Diese Kennlinie wiederholt sich mit jeder Umlaufbahn.
  • 2 zeigt ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 3/25. Das durchschnittlich benötigte Drehmoment für den Scrollverdichter beträgt ca. 3,6 Nm (siehe gestrichelte Linie), um das genannte Druckverhältnis zu realisieren. Abhängig vom Umlaufbahnwinkel beginnt das tatsächliche Drehmoment (siehe durchgezogene Linie) mit ca. 3,4 Nm bei 0 Grad und fällt stetig bis auf ein Minimum von ca. 2,5 Nm bei 70 Grad. Anschließend steigt das benötigte Drehmoment stetig bis auf ein Maximum von ca. 5,3 Nm bei ca. 230 Grad und fällt stetig bis ca. 3,4 Nm bei 360 Grad. Wie in 1 wiederholt sich diese Kennlinie mit jeder Umlaufbahn.
  • 3 zeigt ein Drehmomentkennliniendiagramm für einen Scrollverdichter mit einem Eingangs- und Ausgangsdruckverhältnis von 4/15. Das durchschnittlich benötigte Drehmoment für den Scrollverdichter beträgt ca. 3,0 Nm (siehe gestrichelte Linie), um das genannte Druckverhältnis zu realisieren. Abhängig vom Umlaufbahnwinkel beginnt das tatsächlich benötigte Drehmoment (siehe durchgezogene Linie) mit ca. 2,6 Nm bei 0 Grad und steigt stetig bis auf ein Maximum von ca. 3,7 Nm bei 110 Grad. Anschließend fällt das benötigte Drehmoment stetig bis auf ein Minimum von ca. 2,6 Nm bei ca. 360 Grad. Wie in 1 wiederholt sich diese Kennlinie mit jeder Umlaufbahn.
  • 4 zeigt ein Wellendrehzahldiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20. Die durchschnittliche Umdrehung beträgt 1500 Drehungen pro Minute (abgekürzt rpm). Aufgrund der unterschiedlich benötigten Drehmomente, wie in den 1 bis 3 gezeigt, erfolgt eine Beschleunigung oder eine Verzögerung der Wellendrehung bzw. der beweglichen Spirale, abhängig vom Umlaufbahnwinkel bzw. abhängig davon, ob das benötigte Drehmoment über oder unter dem Mittelwert des Scrollverdichters liegt.
  • 5A zeigt eine Seitenansicht auf das Gehäuse eines Scrollverdichters, das die Befestigungspunkte Mount 1 und Mount 2 zum Befestigen des Gehäuses z.B. in einem Fahrzeug.
  • 5B zeigt ein Beschleunigungskräftediagramm auf die Befestigungspunkte Mount 1 und 2 des Scrollverdichters von 5A. Durch die Vibrationen des Scrollverdichters wirken Beschleunigungskräfte auf die Befestigungspunkte, die mit entsprechenden Sensoren gemessen werden können. Die Kennlinie der Beschleunigungskräfte bei Mount 1 ist spiegelverkehrt bzw. an der X-Achse gespiegelt gegenüber der Kennlinie von Mount 2.
  • 6 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 mit einem Phasen- bzw. Winkeloffset von 30°. Dieser Winkelversatz liegt zwischen der Kennlinie des benötigten Drehmoments (siehe durchgezogene Linie, nachfolgend abgekürzt als „RT“ - required torque) und der Kennlinie des tatsächlich zur Verfügung stehenden Drehmoments (siehe gestrichelte Linie, nachfolgend abgekürzt als „AT“ - actual torque). Gut erkennbar ist der Winkeloffset zwischen dem Maximum von RT und dem Maximum von AT gekennzeichnet. Sobald die Werte von RT über den Werten von AT liegen, steigen die Vibrationen (siehe dritte durchgezogene und dünne Linie). Die Vibrationen sind bei 0 Newton, wenn sich RT und AT schneiden. Die Vibrationen haben einen maximalen Amplitudenwert (zwischen Maximum und Minimum) von 15N.
  • 7 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20, ähnlich wie in 6, aber in diesem Fall mit einem Phasenoffset von 60°. Die Vibrationen haben einen maximalen Amplitudenwert (zwischen Maximum und Minimum) von 28N.
  • 8 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20, ähnlich wie in 6, aber in diesem Fall mit einem Phasenoffset von 10°. Die Vibrationen haben einen maximalen Amplitudenwert (zwischen Maximum und Minimum) von 5N.
  • 9 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters bei einem Druckverhältnis von 3/20 und einem Amplitudenoffset (engl. amplitude error). Die Vibrationen haben einen maximalen Amplitudenwert (zwischen Maximum und Minimum) von 7N. In diesem Fall sind die Kennlinien RT und AT phasengleich und nicht wie in den 6 bis 8 phasenverschoben bzw. -versetzt. Das bedeutet, dass die Minima und die Maxima jeweils bei den gleichen Umlaufbahnwinkeln liegen, d.h. in diesem Fall bei 60 Grad und bei 200 Grad. Auch ist die Vibration bei null, wenn sich RT und AT schneiden.
  • 10 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters abhängig vom Verhältnis Ausgangsdruck pout zu Eingangsdruck pin, wobei fünf Kennlinien für unterschiedliche Ausgangsdrücke gezeigt werden. Das Maximum aller fünf Kennlinien liegt bei ca. 2,8 pout zu pin.
  • 11 zeigt ein Diagramm über die Drehmomentabweichung abhängig vom Verhältnis Ausgangsdruck pout zu Eingangsdruck pin, wobei fünf Kennlinien für unterschiedliche Ausgangsdrücke gezeigt werden. Das Maximum aller fünf Kennlinien liegt bei ca. 12 pout zu pin.
  • 12 zeigt ein Drehmomentdiagramm eines Scrollverdichters mit einer Vielzahl von verschiedenen Kennlinien, abhängig vom Umlaufbahnwinkel 0 Grad bis 360 Grad. Die verschiedenen Kennlinien 1 bis 15 stehen für die Kompressionsrate Eingangsdruck zu Ausgangsdruck. Während die niedrigen Kennlinien 1 bis 4 einen meist stetigen Verlauf zeigen, sind bei den höheren Kennlinien z.B. 11 bis 15 stark ausgeprägte Maxima und Minima Werte hinsichtlich des notwendigen Drehmoments ersichtlich.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters mit einer ersten und einer zweiten Spirale, die ineinander angeordnet sind, wobei die erste Spirale für einen De- oder Kompressionsbetrieb des Scrollverdichters relativ zur zweiten Spirale bewegbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Ansteuern eines Motors zum Bewegen der ersten Spirale; - Messen einer Vielzahl von Beschleunigungskräften auf den Scrollverdichter, wobei die Beschleunigungskräfte abhängig von einer relativen Position und/oder einem Positionswinkel der ersten Spirale zur zweiten Spirale sind; - Ansteuern des Motors durch Anpassen des Momentenverlaufs des Motors abhängig von den gemessenen Beschleunigungskräften derart, dass die Beschleunigungskräfte reduziert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen des Momentenverlaufs des Motors folgende Schritte aufweist: - Verschieben einer Drehmomentphase des Motors in eine erste Richtung; - Messen der Vielzahl von Beschleunigungskräften; wenn sich die Beschleunigungskräfte erhöhen, verschieben der Drehmomentphase des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist; wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, weiterverschieben der Drehmomentphase des Motors in die momentane Richtung, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen des Momentenverlaufs des Motors folgende Schritte aufweist: - Verändern einer Drehmomentamplitude des Motors in eine erste Richtung; - Messen der Vielzahl von Beschleunigungskräften; wenn sich die Beschleunigungskräfte erhöhen, verändern der Drehmomentamplitude des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist; wenn sich die Beschleunigungskräfte reduzieren, weiterverändern der Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  4. Steuerungsvorrichtung für einen Scrollverdichter mit einer ersten und einer zweiten Spirale, die ineinander angeordneten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist, - einen Motor zu steuern, um eine erste Spirale für einen De- oder Kompressionsbetrieb des Scrollverdichters relativ zu einer zweiten Spirale zu bewegen; - eine Vielzahl von Beschleunigungskräften auf den Scrollverdichter als Messwerte zu erfassen, wobei die Beschleunigungskräfte abhängig von einer relativen Position und/oder einem Positionswinkel der ersten Spirale zur zweiten Spirale sind; und - den Motor durch Anpassen des Momentenverlaufs des Motors abhängig von den gemessenen Beschleunigungskräften derart zu steuern, dass die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduziert werden.
  5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist, den Momentenverlauf des Motors derart anzupassen, dass eine Drehmomentphase des Motors in eine erste Richtung verschoben wird; wobei, wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte erhöhen, die Drehmomentphase des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verschieben, und wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduzieren, die Drehmomentphase des Motors in die momentane Richtung weiterverschieben, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  6. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung ausgelegt ist, den Momentenverlauf des Motors derart anzupassen, dass eine Drehmomentamplitude des Motors in eine erste Richtung verschoben wird; wobei, wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte erhöhen, die Drehmomentamplitude des Motors in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verschieben, und wenn sich die erfassten Messwerte der Beschleunigungskräfte reduzieren, die Drehmomentamplitude des Motors in die momentane Richtung weiterverschieben, bis ein Minimum der Beschleunigungskräfte erreicht ist.
  7. Scrollverdichter mit einer Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6.
  8. Computerlesbares Speichermedium mit gespeicherten Instruktionen, die, wenn durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, den mindestens einen Prozessor veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auszuführen.
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