DE102020215916A1 - Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine, Steuergerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mit Hilfe eines Elektromotors angetriebenen Strömungsmaschine, insbesondere eines Verdichters zur Bereitstellung eines geforderten Luftmassenstroms für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, bei dem zum Verhindern eines „Pumpens“ ein Rotating Stall detektiert und bei Detektion eines Rotating Stalls mindestens eine Gegenmaßnahme eingeleitet wird. Erfindungsgemäß wird zur Detektion eines Rotating Stalls mindestens eine in einem Steuergerät der Strömungsmaschine vorliegende elektrische Größe zur Regelung des Elektromotors überwacht und/oder analysiert.Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät für eine Strömungsmaschine zur Ausführung des Verfahren.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektromotorisch angetriebenen Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Bei der Strömungsmaschine kann es sich insbesondere um einen Verdichter zur Bereitstellung eines geforderten Luftmassenstroms für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle handeln. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
• Stand der Technik
• Im Betrieb einer elektromotorisch angetriebenen Strömungsmaschine kann es bei Überschreiten einer gewissen „Pumpgrenze“ zum sogenannten „Pumpen“ kommen. Dieses geht mit einem Strömungsabriss am Einlass und/oder am Auslass der Strömungsmaschine einher. Die Folge sind Schwingungen des Massenstroms, des Drucks und der Drehzahl. Sofern die Strömungsmaschine der Bereitstellung eines geforderten Luftmassenstroms für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle dient, kann dieser nicht mehr bereitgestellt und der Verbrennungsmotor bzw. die Brennstoffzelle nicht mehr am gewünschten Betriebspunkt betrieben werden. Dies hat direkte Auswirkungen auf Effizienz, Emissionen und Verschleiß. Ferner steigt die Belastung im Bereich der Lager der Strömungsmaschine. Es gilt daher ein „Pumpen“ der Strömungsmaschine zu verhindern.
• Im Stand der Technik wird bei einer fehlenden Pumpgrenzerkennung üblicherweise ein Sicherheitsabstand zur Pumpgrenze eingehalten. Der Sicherheitsabstand engt jedoch den Betriebsbereich der Strömungsmaschine ein. Daher ist idealerweise eine Pumpgrenzerkennung vorhanden. Diese basiert in der Regel auf der Beobachtung des Massenstroms oder der Drücke am Einlass und/oder am Auslass der Strömungsmaschine. Wird ein „Pumpen“ detektiert, können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Die Beobachtung des Massenstroms oder der Drücke erfordert jedoch zusätzliche Messeinrichtungen, insbesondere Sensoren, und damit Mehrkosten.
• Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 014 681 A1 geht beispielhaft ein Verfahren zur Verhinderung eines Abfallens des Ladedrucks bei einem Turbolader hervor. Bei dem Verfahren wird das Auftreten eines „Pumpens“ des Verdichters überwacht. Im Rahmen der Überwachung wird mit Hilfe mindestens eines Drucksensors der Druck der Luftmassenströmung vor und/oder hinter dem Verdichter gemessen und geprüft, ob der Druckverlauf die Pumpgrenze erreicht. Treten periodische Druckschwankungen auf, deuten diese auf einen sogenannten „Rotating Stall“ hin, der ein Vorbote des „Pumpens“ ist. In diesem Fall wird bzw. werden ein Vordrall erzeugt und/oder die Verdichterleistung erhöht, um einem unerwünschten „Pumpen“ des Verdichters vorzeitig entgegen zu wirken.
• Beim „Rotating Stall“ kann es bereits zu einer Strömungsablösung an einer Verdichterradschaufel kommen. Diese reduziert dann den Strömungsquerschnitt und behindert auf diese Weise den Druckaufbau. Reißt die Strömung an mehreren Schaufeln ab, kann der Druckaufbau nicht aufrecht erhalten werden. In der Folge kommt es zu einem Rückströmen durch den Verdichter. Dieser Vorgang wird als „Pumpen“ bezeichnet.
• Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer elektromotorisch angetriebenen Strömungsmaschine anzugeben, das die Detektion eines „Rotating Stalls“ ohne Einsatz einer zusätzlichen Sensorik ermöglicht. Das Verfahren soll auf diese Weise ein sicheres und stabiles Einstellen eines gewünschten Betriebspunkts nahe der Pumpgrenze ermöglichen und - durch den Verzicht auf eine zusätzliche Sensorik - Kosten reduzieren.
• Zur Lösung der Aufgabe wird das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Darüber hinaus wird ein Steuergerät zur Ausführung des Verfahrens angegeben.
• Offenbarung der Erfindung
• Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben einer mit Hilfe eines Elektromotors angetriebenen Strömungsmaschine, wobei es sich insbesondere um einen Verdichter zur Bereitstellung eines geforderten Luftmassenstroms für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle handeln kann, wird zum Verhindern eines „Pumpens“ ein Rotating Stall detektiert und bei Detektion eines Rotating Stalls wird mindestens eine Gegenmaßnahme eingeleitet. Erfindungsgemäß wird zur Detektion eines Rotating Stalls mindestens eine in einem Steuergerät der Strömungsmaschine vorliegende elektrische Größe zur Regelung des Elektromotors überwacht und/oder analysiert.
• Die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens setzt somit keine zusätzliche Sensorik voraus, sondern verwendet das Steuergerät der Strömungsmaschine, mit dessen Hilfe der die Strömungsmaschine antreibende Elektromotor geregelt wird. Die im Steuergerät vorhandenen elektrischen Größen stehen damit in einer direkten Beziehung zum Drehmoment der Strömungsmaschine, so dass es einer zusätzlichen Sensorik zur Erfassung des Drucks und/oder des Drehmoments nicht bedarf. Zugleich kann das Ereignis eines Rotating Stalls sicher detektiert werden. Da dieses Ereignis darauf schließen lässt, dass ein „Pumpen“ der Strömungsmaschine kurz bevorsteht, können unmittelbar geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um ein „Pumpen“ zu verhindern.
• Das vorgeschlagene Verfahren macht damit den Verzicht auf eine zusätzliche Sensorik möglich und senkt somit die Kosten. Ferner ermöglicht das Verfahren einen sicheren und stabilen Betrieb der Strömungsmaschine nahe der Pumpgrenze, was sich positiv auf Emissionen und Effizienz auswirkt. Das heißt, dass die Einhaltung eines Sicherheitsabstands zur Pumpgrenze entfallen kann, was zur Folge hat, dass sich der Betriebsbereich der Strömungsmaschine vergrößert. Zugleich wird ein Bauteilschutz erreicht, insbesondere der Verschleiß in den Lagern gemindert.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Fluktuationen einer im Steuergerät vorliegenden elektrischen Größe überwacht. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts wird ein Rotating Stall detektiert. Typischerweise gelangen bei einem Elektromotor PI- oder PID-Regler für Drehzahl und Strom zum Einsatz. In den Regleranteilen oder Reglerabweichungen am Reglereingang lässt sich das Ereignis Rotating Stall beispielsweise über eine erhöhte bzw. einen vorgegebenen Grenzwert überschreitende Regleraktivität detektieren. Somit muss lediglich die Regleraktivität überwacht werden.
• Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Frequenzen einer elektrischen Größe analysiert werden und bei Auftreten einer vorab bestimmten charakteristischen Frequenz ein Rotating Stall detektiert wird. Als elektrische Größe stehen beispielsweise die Phasenströme und/oder die Soll- und Ist-Werte der Rotorströme zur Auswahl. Da Rotating Stall bei Frequenzen auftritt, die kleiner als die der Drehzahl der Strömungsmaschine entsprechende Frequenz f_compressor sind, wird vorzugsweise die Frequenzanalyse auf den Bereich 0 Hz bis f_compressor beschränkt. Auf diese Weise wird weniger Rechenkapazität benötigt, was sich insbesondere als Vorteil auswirkt, da die Frequenzanalyse sehr rechenzeitintensiv ist.
• Vorteilhafterweise wird vor einer Frequenzanalyse die jeweilige elektrische Größe in ihre Frequenzanteile zerlegt, beispielsweise mittels Fourier-Transformation. Die Analyse kann dann nach Frequenzanteilen getrennt vorgenommen werden.
• Im Fall eines Verdichters, der von einem Permanentmagnet-Synchronmotor angetrieben wird, kann ein Rotating Stall beispielsweise mit dem Solldrehmoment und dem tatsächlichen drehmomenterzeugenden Rotorstrom detektiert werden. Auch in weiteren Größen, wie beispielsweise den Ausgängen des PI-Stromreglers sowie den Regleranteilen des P und I lässt sich ein Rotating Stall detektieren. Allerdings ist hier das Signal-Rausch-Verhältnis schlechter als bei den zuvor genannten Größen. Die Analyse der Signale kann mittels Fast-Fourier-Transformation durchgeführt werden. Da das Verdichterpumpen lediglich bei kleinen Frequenzen auftritt, im vorliegenden Fall bei 0 bis 100 Hz, kann die Analyse hierauf beschränkt werden.
• In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass lediglich Frequenzen eines vorab definierten Frequenzbereichs analysiert werden. In Anlehnung an das vorstehend genannte Beispiel kann der Frequenzbereich beispielsweise 5 bis 100 Hz betragen. Der Bereich von 0 bis 5 Hz wird dabei bewusst ausgespart, um den Einfluss des Mittelwerts auszublenden.
• Für ein mittels Fourier-Transformation berechnetes Frequenzspektrum stehen mehrere Varianten zur Frequenzanalyse zur Verfügung.
• Gemäß einer ersten Variante werden bei der Frequenzanalyse Peaks detektiert, die innerhalb des vorab definierten Frequenzbereichs auftreten. Denn das Auftreten von Peaks lässt auf einen Rotating Stall schließen.
• Gemäß einer weiteren Variante werden bei der Frequenzanalyse zuvor mittels Fourier-Transformation ermittelte Funktionswerte im vorab definierten Frequenzbereich summiert. Anstelle der Funktionswerte können auch die Quadrate der Funktionswerte summiert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Summe mit der Anzahl der Funktionswerte zu normieren. Ist die Summe größer als ein applizierbarer Grenzwert, wird ein Rotating Stall erkannt.
• Die mit den Summenkriterien ermittelten Werte sind abhängig von der Verdichterdrehzahl und werden mit abnehmender Drehzahl kleiner. Aus diesem Grund sollten die zugehörigen Grenzwerte in Abhängigkeit von der Verdichterdrehzahl appliziert werden.
• Zur Verringerung der benötigten Rechenkapazität wird ferner vorgeschlagen, dass eine Frequenzanalyse erst durchgeführt wird, wenn ein Mindestabstand zur Pumpgrenze unterschritten wird. Der Mindestabstand kann größer oder kleiner als der sonst übliche Sicherheitsabstand zur Pumpgrenze sein. Der Betriebsbereich der Strömungsmaschine wird dadurch nicht eingeengt, da mit Unterschreiten des Mindestabstands lediglich eine Frequenzanalyse initiiert wird und noch keine Gegenmaßnahme, wie beispielsweise eine Betriebspunktverschiebung, eingeleitet wird. Denn sofern der Mindestabstand nicht unterschritten wird, sind weder ein Rotating Stall, noch ein „Pumpen“ der Strömungsmaschine zu befürchten. Demzufolge ist die Durchführung einer rechenzeitintensiven Frequenzanalyse entbehrlich.
• Der Mindestabstand zur Pumpgrenze wird vorzugsweise durch eine Aktivierungslinie definiert. Ausgehend von der Pumpgrenze als Funktion $$\text{P}=\text{f}\left(\text{n}\right),$$

  

  wobei „P“ für die elektrische Leistung und „n“ für die Drehzahl der Strömungsmaschine steht, kann der Mindestabstand im Steuergerät als applizierbare Kennlinie Pactivate = f(n) abgelegt werden.
• In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei der Analyse der elektrischen Größe die Temperatur des geförderten Mediums und/oder der Atmosphärendruck berücksichtigt wird bzw. werden. Da beide Größen Einfluss auf die Pumpgrenze haben, kann durch deren Berücksichtigung das Ergebnis der Analyse verbessert werden. In der Regel liegen diese Größen im Steuergerät vor, so dass sie verfügbar sind.
• Vorteilhafterweise wird nach der Detektion eines Rotating Stalls und vor der Einleitung einer Gegenmaßnahme eine Plausibilitätsprüfung auf Basis der aktuellen elektrischen Leistung und/oder der Drehzahl der Strömungsmaschine durchgeführt. Mit Hilfe der Plausibilitätsprüfung kann einem fälschlicherweise detektierten Rotating Stall vorgebeugt werden. Sowohl die elektrische Leistung als auch die Drehzahl sind dem Steuergerät bekannt.
• Wird bzw. werden, wie zuvor erwähnt, zusätzlich die Temperatur des Mediums und/oder der Atmosphärendruck berücksichtigt, ist eine Erweiterung der Funktion $${\text{P}}_{\text{nom}}={\text{f}}_{\text{1}}\left(\text{n}\right)$$

  

  auf $${\text{P}}_{\text{nom}}={\text{f}}_{\text{2}}\left(\text{n},\text{ T},{\text{ p}}_{\text{amb}}\right)$$

  

  möglich. Auf diese Weise kann die Pumpgrenze noch genauer bestimmt werden.
• Im Rahmen der Plausibilitätsprüfung kann zudem mittels einer Toleranzuntersuchung die Pumpgrenze in eine Plausibilitätskurve oder - bei Kenntnis der Temperatur und/oder des Atmosphärendrucks - in ein Plausibilitätskennfeld umgewandelt werden. Ist beispielsweise die elektrische Leistung im als Rotating Stall erkannten Betriebspunkt kleiner als oder gleich der der Plausibilitätskurve bestätigt dies das Analyseergebnis und eine geeignete Gegenmaßnahme kann eingeleitet werden. Alternativ zur elektrischen Leistung kann auch das Drehmoment bzw. die Drehzahl für die Plausibilitätsprüfung herangezogen werden.
• Bei Detektion eines Rotating Stalls wird als Gegenmaßnahme vorzugsweise ein Betriebspunkt der Strömungsmaschine verschoben. Beispielsweise kann die Drehzahl der Strömungsmaschine erhöht werden. Dabei gilt es jedoch zu beachten, dass die maximal zulässige Drehzahl nicht überschritten wird. Die Betriebspunktverschiebung sorgt für eine Rückkehr zu einem stabilen Betrieb der Strömungsmaschine.
• Da das Steuergerät der Strömungsmaschine in der Regel eine Drehzahlvorgabe von einem übergeordneten externen Steuergerät erhält, wird in Weiterbildung des Verfahrens vorgeschlagen, dass die aktuelle Drehzahl der Strömungsmaschine, beispielsweise per CAN-Mitteilung, an ein externes Steuergerät übermittelt wird. Das externe Steuergerät bestimmt dann einen neuen Betriebspunkt mit reduziertem Druckverhältnis bzw. erhöhter Drehzahl. Die Abweichung zwischen der, vorzugsweise ebenfalls per CAN, vom externen Steuergerät erhaltenen Solldrehzahl und der vom Steuergerät der Strömungsmaschine vorgegebenen Drehzahl muss später wieder korrigiert bzw. abgebaut werden.
• Bevorzugt wird die erhöhte Drehzahl nach Ablauf einer Wartezeit wieder abgebaut. Die Länge der Wartezeit hängt unter anderem davon ab, ob ein weiteres Rotating Stall Ereignis detektiert wird oder nicht. Erst mit Ausbleiben eines weiteren Rotating Stall Ereignisses kann die vom externen Steuergerät geforderte Drehzahl vom Steuergerät der Strömungsmaschine wieder freigegeben werden. Bevorzugt wird dabei der Übergang von der erhöhten Drehzahl auf die vom Steuergerät der Strömungsmaschine geforderte Drehzahl gerampt. Das heißt, dass der Abbau nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich vorgenommen wird.
• Darüber hinaus wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Steuergerät für eine Strömungsmaschine vorgeschlagen. Das vorgeschlagene Steuergerät ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das heißt, dass auf dem Steuergerät ein Computerprogramm mit einem entsprechenden Programmcode bzw. Algorithmus abgelegt ist. Das Verfahren kann somit automatisiert werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines typischen Verdichterkennfelds,
• 2 eine schematische Darstellung der Pumpgrenze als Funktion P = f(n),
• 3 graphische Darstellung einer Frequenzanalyse mittels Fourier-Transformation über einen vorgegebenen Frequenzbereich, a) ohne Pumpen und b) mit Pumpen, und
• 4 graphische Darstellung einer Frequenzanalyse mittels Fourier-Transformation über einen vorgegebenen Frequenzbereich, a) ohne Pumpen und b) mit Pumpen.
• Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
• 1 zeigt ein typisches Verdichterkennfeld. Aufgetragen ist das Druckverhältnis zwischen dem Druck pout am Verdichterauslass und dem Druck p_in am Verdichtereinlass über dem Massenstrom. Des Weiteren sind Linien C dargestellt, entlang welcher die Verdichterdrehzahl n konstant ist. Das Verdichterkennfeld wird einerseits von einer Pumpgrenze A und andererseits von einer Stopfgrenze B begrenzt. Bei einem Überschreiten der Pumpgrenze kommt es zum sogenannten „Pumpen“ des Verdichters. Dieses sorgt für Schwingungen des Massenstroms, des Drucks und der Drehzahl, so dass zum Erhalt eines stabilen Betriebs eine Betriebspunktverschiebung vorgenommen werden muss. Um dies zu verhindern, wird daher oftmals ein Sicherheitsabstand zur Pumpgrenze A eingehalten, der in der 1 durch die Linie D definiert ist. Wird der Sicherheitsabstand eingehalten, kann ein „Pumpen“ des Verdichters vermieden werden. Wie aus der 1 deutlich ersichtlich, engt jedoch der Sicherheitsabstand den Betriebsbereich des Verdichters ein. Zudem muss die Einhaltung des Sicherheitsabstands überwacht werden, beispielsweise durch Messen des Massenstroms oder der Drücke p_in und/oder pout. Dies setzt aber eine zusätzliche Messeinrichtung bzw. Sensorik voraus.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kommt dagegen ohne eine zusätzliche Sensorik aus, da es zur Überwachung das Steuergerät des Verdichters einsetzt. Ferner wird weder die Einhaltung des Sicherheitsabstands zur Pumpgrenze überwacht, noch das Überschreiten der Pumpgrenze. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Rotating Stall detektiert, ein Ereignis, das dem „Pumpen“ des Verdichters vorausgeht. Wird ein Rotating Stall detektiert, steht ein „Pumpen“ kurz bevor. Es können zu diesem Zeitpunkt jedoch noch Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, die ein „Pumpen“ verhindern.
• Zur Detektion eines Rotating Stalls wird mindestens eine im Steuergerät vorliegende elektrische Größe überwacht und/oder analysiert. Beispielsweise kann eine Frequenzanalyse durchgeführt werden. Da diese sehr rechenzeitintensiv ist, wird eine Frequenzanalyse vorzugsweise erst durchgeführt, wenn ein vorab bestimmter Mindestabstand zur Pumpgrenze A unterschritten wird.
• Wie beispielhaft in der 2 dargestellt, kann der Mindestabstand zur Pumpgrenze A durch eine Kennlinie P_activate definiert und im Steuergerät abgelegt werden. Im Bereich oberhalb des Pumpgrenze A ist ein stabiler Betrieb des Verdichters möglich. Im Bereich unterhalb der Pumpgrenze A ist der Bereich möglicherweise instabil (abhängig von den Verdichtertoleranzen, der Temperatur und/oder dem Atmosphärendruck), da ein „Pumpen“ des Verdichters eintritt.
• Wird ein Rotating Stall detektiert, kann zur Bestätigung dieses Ereignisses eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden. Mittels einer Toleranzuntersuchung kann beispielsweise die Pumpgrenze A in eine Plausibilitätskurve P_plaus umgewandelt werden (siehe 2). Ist die Leistung des als Rotating Stall detektierten Betriebspunkts kleiner als oder gleich der Plausibilitätskurve P_plaus , erfolgt eine Meldung per CAN an ein übergeordnetes Steuergerät, andernfalls wird das Ergebnis verworfen.
• In den 3 und 4 sind beispielhaft mittels Fourier-Transformation ermittelte Analyseergebnisse für verschiedene Messsignale dargestellt, und zwar für die Messsignale Solldrehmoment (3) und tatsächlicher drehmomenterzeugender Rotorstrom (4). Es werden jeweils Betriebspunkte „ohne Pumpen“ (jeweils die obere Graphik) mit Betriebspunkten „mit Pumpen“ (jeweils die untere Graphik) verglichen. Die Messungen wurden jeweils bei konstanter Drehzahl durchgeführt.
• In der 3a) sind keine Peaks erkennbar. In der 3b) tritt jeweils ein Peak bei 33 und bei 66 Hz auf. Diese deuten auf ein Pumpen des Verdichters hin. Die in den 4a) und 4b) dargestellten Ergebnisse ähneln denen der 3a) und 3b), so dass beide Verfahren eine Trennung zwischen pumpendem Betrieb und nicht-pumpenden Betrieb ermöglichen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102008014681 A1 [0004]

Claims (15)

1. Verfahren zum Betreiben einer mit Hilfe eines Elektromotors angetriebenen Strömungsmaschine, insbesondere eines Verdichters zur Bereitstellung eines geforderten Luftmassenstroms für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, bei dem zum Verhindern eines „Pumpens“ - ein Rotating Stall detektiert und - mindestens eine Gegenmaßnahme eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion eines Rotating Stalls mindestens eine in einem Steuergerät der Strömungsmaschine vorliegende elektrische Größe zur Regelung des Elektromotors überwacht und/oder analysiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fluktuationen einer elektrischen Größe überwacht werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts ein Rotating Stall detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen einer elektrischen Größe analysiert werden und bei Auftreten einer vorab bestimmten charakteristischen Frequenz ein Rotating Stall detektiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Größe vor einer Frequenzanalyse in ihre Frequenzanteile zerlegt wird, beispielsweise mittels Fourier-Transformation.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich Frequenzen eines vorab definierten Frequenzbereichs, beispielsweise eines Frequenzbereichs von 5 bis 100 Hz, analysiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Frequenzanalyse Peaks innerhalb des vorab definierten Frequenzbereichs detektiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Frequenzanalyse zuvor mittels Fourier-Transformation ermittelte Funktionswerte im vorab definierten Frequenzbereich oder deren Quadrate summiert werden und/oder die Summe mit der Anzahl der Funktionswerte normiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenzanalyse erst durchgeführt wird, wenn ein Mindestabstand zur Pumpgrenze unterschritten wird, wobei vorzugsweise der Mindestabstand durch eine Aktivierungslinie definiert wird, die im Steuergerät als applizierbare Kennlinie abgelegt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse der elektrischen Größe die Temperatur des geförderten Mediums und/oder der Atmosphärendruck berücksichtigt wird bzw. werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Detektion eines Rotating Stalls und vor der Einleitung einer Gegenmaßnahme eine Plausibilitätsprüfung auf Basis der aktuellen elektrischen Leistung und/oder der Drehzahl der Strömungsmaschine durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Plausibilitätsprüfung mittels einer Toleranzuntersuchung die Pumpgrenze in eine Plausibilitätskurve oder - kennfeld umgewandelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion eines Rotating Stalls ein Betriebspunkt der Strömungsmaschine verschoben wird, beispielsweise die Drehzahl der Strömungsmaschine erhöht wird, ohne dass die maximal zulässige Drehzahl überschritten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung eines neuen Betriebspunkts mit erhöhter Drehzahl die aktuelle Drehzahl der Strömungsmaschine an ein externes Steuergerät übermittelt wird, beispielsweise per CAN-Mitteilung.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Drehzahl nach Ablauf einer Wartezeit wieder abgebaut wird, wobei vorzugsweise der Übergang von der erhöhten Drehzahl auf die vom Steuergerät der Strömungsmaschine geforderte Drehzahl gerampt wird.
15. Steuergerät für eine Strömungsmaschine, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.

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