DE102022113913A1

DE102022113913A1 - Device and method for monitoring the condition of an electric motor pump

Info

Publication number: DE102022113913A1
Application number: DE102022113913.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Metzler; Torsten Koch; Thomas Immler; Marcelo Duval
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Elektromotorpumpe, die vorzugsweise in einem Luftfahrzeug angeordnet ist, wobei die Vorrichtung mindestens einen ersten Sensor zum Erfassen eines Stellstroms der Elektromotorpumpe, mindestens eine Drehzahlerfassungseinheit zum Erfassen einer Drehzahl der Elektromotorpumpe, eine Prozessoreinheit zum Verarbeiten und Auswerten der von dem ersten Sensor und der Drehzahlerfassungseinheit erfassten Daten der Elektromotorpumpe, und eine Speichereinheit zum Ablegen der durch den ersten Sensor und die Drehzahlerfassungseinheit erfassten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl der Elektromotorpumpe umfasst. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die in der Speichereinheit abgelegten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl zu analysieren und auf Grundlage hiervon einen Fehler der Elektromotorpumpe zu detektieren oder zu prognostizieren.The present invention relates to a method and a device for monitoring the condition of an electric motor pump, which is preferably arranged in an aircraft, wherein the device has at least one first sensor for detecting a control current of the electric motor pump, at least one speed detection unit for detecting a speed of the electric motor pump, and a processor unit for processing and evaluating the data of the electric motor pump recorded by the first sensor and the speed detection unit, and a storage unit for storing the values for the control current and the speed of the electric motor pump detected by the first sensor and the speed detection unit. The device is characterized in that the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed stored in the memory unit and, based on this, to detect or predict a fault in the electric motor pump.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Elektromotorpumpe sowie ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a device for monitoring the condition of an electric motor pump and a corresponding method.

Hydraulikpumpen kommen in unterschiedlichsten Gebieten der Technik zum Einsatz, wobei es aber immer von Vorteil ist, möglichst frühzeitig in Erfahrung zu bringen, falls ein Fehler auftritt oder sich ein solcher ankündigt. So ist es bspw. bei einer Nutzung einer Hydraulikpumpe in einem Luftfahrzeug erstrebenswert, einen bevorstehenden Wartungseinsatz zum Reparieren oder Austauschen von Bestandteilen einer Hydraulikpumpe bereits frühzeitig auszuführen, um kostenintensive, ungeplante Fehler, welche zur Beeinflussung des Flugbetriebs mit dem Luftfahrzeug oder gar zur längeren Nichtverfügbarkeit des Luftfahrzeugs führen können, zu verhindern.Hydraulic pumps are used in a wide variety of areas of technology, but it is always an advantage to find out as early as possible if a fault occurs or is about to occur. For example, when using a hydraulic pump in an aircraft, it is desirable to carry out an upcoming maintenance operation to repair or replace components of a hydraulic pump at an early stage in order to avoid costly, unplanned errors that could affect flight operations with the aircraft or even lead to prolonged unavailability of the aircraft aircraft can lead to.

Bei herkömmlichen Elektromotorpumpen wird in der Regel ein Asynchronmotor verwendet, der mit konstanter Drehzahl in Abhängigkeit der Netzfrequenz betrieben wird und eine variable Verstellpumpe antreibt. Das Pumpvolumen wird dann einfach mithilfe der variablen Verstellpumpe variiert. Nachteilhaft hieran ist, dass eine Zustandsüberwachung einer so aufgebauten Elektromotorpumpe nicht möglich ist, da diese ohne zwischengeschaltete Steuereinheit direkt an die Energiequelle angeschlossen ist, bspw. an das Bordnetz eines Luftfahrzeugs.Conventional electric motor pumps usually use an asynchronous motor that is operated at a constant speed depending on the mains frequency and drives a variable displacement pump. The pump volume is then easily varied using the variable adjustment pump. The disadvantage of this is that it is not possible to monitor the condition of an electric motor pump constructed in this way, since it is connected directly to the energy source, for example to the on-board electrical system of an aircraft, without an intermediate control unit.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Elektromotorpumpe vorzusehen, um einen Fehlerfall detektieren oder prognostizieren zu können. Vorteilhafterweise soll dadurch die Möglichkeit eröffnet werden, eine Prognose zu erhalten, zu welchem Zeitpunkt ein notwendiger Wartungseingriff erforderlich ist, um diesen möglichst frühzeitig planen und durchführen zu können.It is the aim of the present invention to provide a device for monitoring the condition of an electric motor pump in order to be able to detect or predict a fault. Advantageously, this should make it possible to obtain a forecast as to when a necessary maintenance intervention will be required in order to be able to plan and carry out this as early as possible.

Dies gelingt mit einer Vorrichtung, die sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist oder mit einem Verfahren nach dem Anspruch 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben.This is achieved with a device that has all the features of claim 1 or with a method according to claim 13. Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the independent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Elektromotorpumpe, die vorzugsweise in einem Luftfahrzeug angeordnet ist, umfasst mindestens einen ersten Sensor zum Erfassen eines Stellstroms der Elektromotorpumpe, mindestens eine Drehzahlerfassungseinheit zum Erfassen einer Drehzahl der Elektromotorpumpe, eine Rechnereinheit zum Verarbeiten und Auswerten der von dem ersten Sensor und die Drehzahlerfassungseinheit erfassten Daten der Elektromotorpumpe, und eine Speichereinheit zum Ablegen der durch den ersten Sensor und die Drehzahlerfassungseinheit erfassten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl der Elektromotorpumpe, wobei die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die in der Speichereinheit abgelegten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl zu analysieren und auf Grundlage hiervon einen Fehler der Elektromotorpumpe zu detektieren oder zu prognostizieren.The device according to the invention for monitoring the condition of an electric motor pump, which is preferably arranged in an aircraft, comprises at least a first sensor for detecting a control current of the electric motor pump, at least one speed detection unit for detecting a speed of the electric motor pump, a computer unit for processing and evaluating the data from the first sensor and the speed detection unit records data of the electric motor pump, and a storage unit for storing the values for the control current and the speed of the electric motor pump recorded by the first sensor and the speed detection unit, the computer unit being designed to store the values for the control current and the speed stored in the storage unit to analyze and, based on this, to detect or predict a fault in the electric motor pump.

Eine Korrelation von Motorparametern mit System- bzw. Stellgrößen ermöglicht dabei eine Zustandsüberwachung der Elektromotorpumpe, die einfach umzusetzen ist.A correlation of motor parameters with system or manipulated variables enables condition monitoring of the electric motor pump, which is easy to implement.

So wird über die Zeit hinweg sowohl der Stellstrom wie auch die Drehzahl der Elektromotorpumpe erfasst und anhand eines Vergleichs mit historischen Daten geprüft, ob zum Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl der erforderliche Stellstrom variiert. Steigt nämlich der Stellstrom, der zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl notwendig ist, über die Zeit hin an, so ist dies ein verlässlicher Indikator für ansteigende mechanische Reibungsverluste ausgelöst bspw. durch Fehler der Motorlagerung oder mechanische Fehler der Pumpenlagerung.Both the control current and the speed of the electric motor pump are recorded over time and a comparison with historical data is used to check whether the control current required to achieve a specified speed varies. If the control current that is necessary to reach a certain speed increases over time, this is a reliable indicator of increasing mechanical friction losses caused, for example, by errors in the motor bearings or mechanical errors in the pump bearings.

Dadurch ist ein mechanischer Verschleißmonitor bzw. eine Zustandserfassung möglich, die einen Hinweis auf einen möglicherweise bevorstehenden Wartungseinsatz oder eine unverzüglich durchzuführende Reparatur gibt.This enables a mechanical wear monitor or condition recording that provides an indication of a possible upcoming maintenance call or a repair that needs to be carried out immediately.

Nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die in der Speichereinheit abgelegten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl zu analysieren und einen Fehler der Elektromotorpumpe zu detektieren, falls ein über die Zeit erfolgender Anstieg des Stellstroms bei gleichbleibender Drehzahl der Elektromotorpumpe einen Schwellenwert übersteigt oder unterschreitet, vorzugsweise indem der Anstieg oder Abstieg anhand der über die Zeit betrachteten Betriebspunkte, die aus einem jeweiligen Datenpaar von Stellstrom und zugehöriger Drehzahl der Elektromotorpumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt bestehen, detektiert wird.According to an optional modification of the present invention, it can be provided that the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed stored in the memory unit and to detect a fault in the electric motor pump if there is an increase in the control current over time constant speed of the electric motor pump exceeds or falls below a threshold value, preferably by detecting the increase or decrease based on the operating points considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed of the electric motor pump at a specific point in time.

Vorteilhafterweise kann nach der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die in der Speichereinheit abgelegten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl zu analysieren und einen Fehler der Elektromotorpumpe zu prognostizieren, falls eine Tendenz eines über die Zeit erfolgenden Anstiegs oder Abstiegs des Stellstroms bei gleichbleibender Drehzahl der Elektromotorpumpe auf das Überschreiten oder das Unterschreiten eines Schwellenwerts hindeutet, vorzugsweise indem die Tendenz mithilfe einer Extrapolation der über die Zeit betrachteten Betriebspunkte, die aus einem jeweiligen Datenpaar von Stellstrom und zugehöriger Drehzahl der Elektromotorpumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt bestehen, prognostiziert wird.Advantageously, it can also be provided according to the invention that the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed stored in the memory unit and to predict a fault in the electric motor pump if there is a tendency for the value to rise or fall over time The control current indicates that a threshold value has been exceeded or fallen below at a constant speed of the electric motor pump preferably by predicting the tendency using an extrapolation of the operating points considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed of the electric motor pump at a specific point in time.

Ist anhand der in der Speichereinheit abgelegten Datenpaare von Stellstrom und Drehzahl eine Entwicklung erkennbar, wonach zum Erreichen einer gewissen Drehzahl ein immer stärkerer/schwächerer Stellstrom erforderlich ist, kann mithilfe einer Extrapolation auf einen Zeitpunkt geschlossen werden, wann tatsächlich der Schwellenwert überschritten/unterschritten wird, bei dem ein Wartungseinsatz bzw. eine Reparatur der Elektromotorpumpe als erforderlich angesehen wird. Dazu wird auf mehrere in der Vergangenheit liegende zeitlich beabstandete Datenpaare von Stellstrom und Drehzahl (die zusammen einen Betriebspunkt ergeben) zurückgegriffen und hochgerechnet, wann mit einem überschreiten/unterschreiten des Schwellenwerts zu rechnen ist.If a development can be seen from the data pairs of control current and speed stored in the memory unit, according to which an increasingly stronger/weaker control current is required to reach a certain speed, an extrapolation can be used to determine a point in time when the threshold value is actually exceeded/falling below, in which maintenance work or repair of the electric motor pump is considered necessary. For this purpose, several time-spaced data pairs of control current and speed (which together result in an operating point) are used and extrapolated as to when the threshold value is to be exceeded/falling below.

Nach einer weiteren Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, nur solche Werte des Stellstroms und der Drehzahl der Elektromotorpumpe zur Fehlerdetektion bzw. -prognose heranzuziehen, die in einem quasistationären Betrieb der Elektromotorpumpe generiert worden sind, vorzugsweise wobei sich ein quasistationärer Betrieb durch das konstante Halten eines Drehzahlbereichs oder einer Drehzahl der Elektromotorpumpe über eine vorbestimmte Zeit definiert, in dem keine dynamische Laständerung erfolgt.According to a further development of the present invention, it can be provided that the computer unit is designed to use only those values of the control current and the speed of the electric motor pump for error detection or prediction that were generated in a quasi-stationary operation of the electric motor pump, preferably where a quasi-stationary operation is defined by keeping a speed range or a speed of the electric motor pump constant over a predetermined time, in which no dynamic load change occurs.

Es ist von Vorteil, wenn nur solche zusammengehörende Datenpaare von Stellstrom und Drehzahl in die Speichereinheit abgelegt werden, die in einem quasistationären Zustand der Elektromotorpumpe gemessen werden. Im quasistationären Betrieb gibt es keine dynamischen Laständerungen, sodass ein eventuelles Ansteigen des Stellstroms bei einem bestimmten Drehmomentwert nicht auf eine plötzlich auftretende Lasterhöhung der Pumpe zurückzuführen ist. Im quasistationären Betrieb kann eine Zunahme des Stellstroms bei einer bestimmten Drehzahl daher nur auf erhöhten Verschleiß der Elektromotorpumpe zurückzuführen sein.It is advantageous if only those data pairs of control current and speed that are measured in a quasi-stationary state of the electric motor pump are stored in the memory unit. In quasi-stationary operation, there are no dynamic load changes, so that any increase in the control current at a certain torque value cannot be attributed to a sudden increase in load on the pump. In quasi-stationary operation, an increase in the control current at a certain speed can only be due to increased wear on the electric motor pump.

Nach einer weiteren optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Zustandsvorrichtung ferner mindestens einen dritten Sensor zum Erfassen der Temperatur des durch die Elektromotorpumpe gepumpten Fluids aufweist, wobei die Speichereinheit ferner dazu ausgelegt ist, die vom dritten Sensor erfassten Werte für die Temperatur des gepumpten Fluids zu speichern, und die Rechnereinheit ferner dazu ausgelegt ist, die Temperatur des gepumpten Fluids bei der Fehlerdetektion bzw. -prognose zu berücksichtigen, wobei vorzugsweise der bei der Fehlerdetektion bzw. -prognose herangezogene Schwellenwert und/oder der durch Stellstrom und Drehzahl bestimmte Betriebspunkt in Abhängigkeit der erfassten Temperatur des gepumpten Fluids bei Abweichung von einer regulären Temperatur heraufgesetzt oder herabgesetzt wird.According to a further optional modification of the present invention, it can be provided that the status device further has at least one third sensor for detecting the temperature of the fluid pumped by the electric motor pump, wherein the storage unit is further designed to store the values for the temperature of the fluid detected by the third sensor to store pumped fluid, and the computer unit is further designed to take the temperature of the pumped fluid into account when detecting or predicting errors, preferably the threshold value used in detecting or predicting errors and / or the operating point determined by the control current and speed is increased or decreased depending on the detected temperature of the pumped fluid in the event of a deviation from a regular temperature.

Da, wie vorstehend bereits ausgeführt, ein Betriebspunkt, also der erforderliche Stellstrom für eine bestimmte Drehzahl, von der Temperatur des zu pumpenden Fluids (in der Regel ein Hydrauliköl) abhängt, ist es von Vorteil diesen Effekt ebenfalls zu berücksichtigen. Dazu wird die Temperatur des zu pumpenden Fluids bestimmt und der gemessene Wert in der Fehlerdetektion bzw. Fehlerprognose berücksichtigt. Ist die Temperatur eines zu pumpenden Fluids, insbesondere eines Hydrauliköls, sehr gering, so steigt der erforderliche Stellstrom zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments, da ein kühles Hydrauliköl typischerweise zähflüssiger ist. Bei einer demgegenüber erhöhten Temperatur verbessert sich die Viskosität des Hydrauliköls, sodass zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentwerts weniger Kraft und demnach ein geringerer Stellstrom erforderlich ist. Da hieraus aber keinerlei Rückschlüsse auf eine etwaige verschleißbedingte Verschlechterung der Elektromotorpumpe gezogen werden können, ist es von Vorteil, diesen Effekt herauszurechnen. Dies passiert, indem je nach Temperatur des zu pumpenden Fluids der nur auf der Drehzahl und dem Stellstrom basierte Betriebspunkt entsprechend korrigiert wird.Since, as already stated above, an operating point, i.e. the required control current for a specific speed, depends on the temperature of the fluid to be pumped (usually a hydraulic oil), it is advantageous to also take this effect into account. For this purpose, the temperature of the fluid to be pumped is determined and the measured value is taken into account in the error detection or error prediction. If the temperature of a fluid to be pumped, in particular a hydraulic oil, is very low, the control current required to achieve a predetermined torque increases, since a cool hydraulic oil is typically more viscous. At a higher temperature, the viscosity of the hydraulic oil improves, so that less force and therefore a lower control current is required to achieve a specified torque value. However, since no conclusions can be drawn from this about any wear-related deterioration of the electric motor pump, it is advantageous to factor out this effect. This happens by correcting the operating point, which is based only on the speed and the control current, depending on the temperature of the fluid to be pumped.

Vorteilhafterweise kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Elektromotorpumpe auf dem Prinzip der variablen Motorregelung mit konstanter Verdrängerpumpe basiert, bei der eine Motorsteuereinheit vorgesehen ist, um einen mit der konstanten Verdrängerpumpe verbundenen Motor, insbesondere ein Permanentmagnet-Synchronmotor, entsprechend anzusteuern.Advantageously, according to the invention it can be provided that the electric motor pump is based on the principle of variable motor control with a constant displacement pump, in which a motor control unit is provided in order to correspondingly control a motor connected to the constant displacement pump, in particular a permanent magnet synchronous motor.

Anders als bei früheren Pumpsystemen wird also nicht mehr die Drehzahl der Pumpwelle konstant gehalten und das Schluckvolumen variiert, sondern das Schluckvolumen konstant gehalten und die Drehzahl der Pumpwelle variiert.Unlike previous pump systems, the speed of the pump shaft is no longer kept constant and the displacement volume varies, but rather the displacement volume is kept constant and the speed of the pump shaft varies.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Sensor und die Drehzahlerfassungseinheit in einer Motorsteuereinheit integriert sind, die die Drehzahl und den Stellstrom des Elektromotors kennt.It can be provided that the first sensor and the speed detection unit are integrated in a motor control unit that knows the speed and the control current of the electric motor.

Dies ist von Vorteil, da dann keine weiteren Sensoren erforderlich sind, die die Geschwindigkeit und den Strom des Elektromotors, der über seine Ausgangsachse mit der Pumpwelle verbunden ist, erfassen müssen.This is an advantage because no additional sensors are then required that monitor the speed and current of the electric motor, which is transmitted via its The output axis is connected to the pump shaft.

Dabei kann nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit ferner dazu ausgelegt ist, einen detektierten oder prognostizierten Fehler dem Motor oder der konstanten Verdrängerpumpe zuzuordnen, wobei hierzu die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit zu bestimmen, die Eingangsleistung, d. h. die Wellenleistung des Motors, zu bestimmen, die Ausgangsleistung der Verdrängerpumpe zu bestimmen, und den Wirkungsgrad der Teilkomponenten Motor und Verdrängerpumpe aus den Quotienten der Leistung zu berechnen, um so einen Fehler dem Motor bzw. der Verdrängerpumpe zuzuordnen.According to an optional modification of the present invention, it can be provided that the computer unit is further designed to assign a detected or predicted error to the motor or the constant displacement pump, for which purpose the computer unit is designed to determine the output power of the engine control unit, the input power , d. H. the shaft power of the motor, to determine the output power of the positive displacement pump, and to calculate the efficiency of the subcomponents motor and positive displacement pump from the quotient of the power in order to assign an error to the motor or the positive displacement pump.

Die dadurch mögliche Zuordnung eines detektierten oder prognostizierten Fehlers erleichtert die Planung des Wartungseinsatz, da hierfür bereits entsprechende Ersatzteile für den Motor oder die Verdrängerpumpe vorgehalten werden können.The resulting possible assignment of a detected or predicted error makes it easier to plan maintenance operations, as appropriate spare parts for the motor or positive displacement pump can already be kept in stock.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit bestimmt wird durch Berechnung von: 3/2*(Vq * Iq + Vd * Id), die Wellenleistung bestimmt wird durch Berechnung von: Mth* n, und die Ausgangsleistung der Verdrängerpumpe bestimmt wird durch Berechnung von: P* ΔP *k, wobei Vq für den Spannungszeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die q-Achse steht, Vd für den Spannungszeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die d-Achse steht, Iq für den Stromzeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die q-Achse steht, Id für den Stromzeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die d-Achse steht, Mth für das hydraulische theoretische Pumpenmoment steht, n für die Drehzahl steht, P für die Leistung an der Pumpenwelle steht, und ΔP für den hydraulischen Differenzdruck steht.It is preferably provided that the output power of the engine control unit is determined by calculating: 3/2*(Vq * Iq + Vd * Id), the shaft power is determined by calculating: Mth * n, and the output power of the positive displacement pump is determined by Calculation of: P* ΔP *k, where Vq is the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, Vd is the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the d-axis, Iq is the current vector in the d /q rotor coordinate system stands for the q axis, Id stands for the current vector in the d/q rotor coordinate system for the d axis, Mth stands for the hydraulic theoretical pump torque, n stands for the speed, P stands for the power on the pump shaft , and ΔP stands for the hydraulic differential pressure.

Nach einer weiteren Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit ferner dazu ausgelegt ist, auf einen Fehlerfall eines entmagnetisierten Motors zu schließen, indem die Drehmomentkonstante kT des Motors zum einen aus den hydraulischen Daten und zum anderen aus den Spannungs- und Drehzahldaten bestimmt und miteinander verglichen wird, wobei vorzugsweise bei einer einen Schwellenwert übersteigenden Abweichung der auf unterschiedlichen Weg bestimmten Drehmomentkonstanten kT auf den Fehlerfall des entmagnetisierten Motors geschlossen wird.According to a further development of the present invention, it can be provided that the computer unit is also designed to conclude that a fault has occurred in a demagnetized motor by determining the torque constant kT of the motor from the hydraulic data on the one hand and from the voltage and speed data on the other hand and are compared with one another, preferably if the deviation of the torque constant kT determined in different ways exceeds a threshold value, it is concluded that the demagnetized motor is faulty.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Drehmomentkonstante kT des Motors berechnet wird aus: M = 3/2 * kT* Iq, und die Drehmomentkonstante kT aus den Spannungs- und Drehzahldaten berechnet wird mit: Vq = kT * n, wobei M für das Drehmoment steht, kT für die Drehmomentkonstante steht, Iq für den Stromzeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die q-Achse steht, Vq für den Spannungszeiger im d/q-Rotorkoordinatensystem für die q-Achse steht, und n für die Drehzahl steht.It can be provided that the torque constant kT of the motor is calculated from: M = 3/2 * kT * Iq, and the torque constant kT is calculated from the voltage and speed data with: Vq = kT * n, where M is the torque stands, kT stands for the torque constant, Iq stands for the current vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, Vq stands for the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, and n stands for the speed.

Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einer Elektromotorpumpe und einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung nach einem der vorstehenden Varianten, vorzugsweise wobei die Zustandsüberwachung durch eine Korrelation von Motorparametern durchgeführt wird, um anhand von System- bzw. Stellgrößen der Elektromotorpumpe einen Fehlerfall zu prognostizieren oder zu detektieren.The invention further relates to a system with an electric motor pump and a device for condition monitoring according to one of the above variants, preferably wherein the condition monitoring is carried out by correlating motor parameters in order to predict or detect a fault based on system or manipulated variables of the electric motor pump.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Elektromotorpumpe, vorzugsweise eine solche Elektromotorpumpe, die auf dem Prinzip der variablen Motorregelung mit konstanter Verdrängerpumpe basiert, bei der eine Motorsteuereinheit vorgesehen ist, um einen mit der konstanten Verdrängerpumpe verbundenen Motor, insbesondere ein Permanentmagnet-Synchronmotor, entsprechend anzusteuern, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Stellstroms der Elektromotorpumpe, Erfassen einer Drehzahl der Elektromotorpumpe, Analysieren der erfassten Werte für den Stellstrom und die Drehzahl der Elektromotorpumpe, um auf Grundlage hiervon einen Fehler der Elektromotorpumpe zu detektieren oder zu prognostizieren.The invention further relates to a method for monitoring the condition of an electric motor pump, preferably such an electric motor pump, which is based on the principle of variable motor control with a constant displacement pump, in which a motor control unit is provided in order to control a motor connected to the constant displacement pump, in particular a permanent magnet synchronous motor. to control accordingly, the method comprising the steps: detecting a control current of the electric motor pump, detecting a speed of the electric motor pump, analyzing the detected values for the control current and the speed of the electric motor pump in order to detect or predict a fault in the electric motor pump based on this.

Dabei wird eine über die Zeit erfolgende Abweichung eines Stellstroms bei einer vorgegebenen Drehzahl so interpretiert, dass diese nur auf Verschleiß in der Elektromotorpumpe zurückzuführen ist. Ergibt sich diesbezüglich eine klare Tendenz oder wird ein entsprechender Schwellwert überschritten oder überschritten, so kann ein Fehlerfall prognostiziert bzw. detektiert werden.A deviation of a control current over time at a given speed is interpreted as being due only to wear in the electric motor pump. If there is a clear trend in this regard or if a corresponding threshold value is exceeded or exceeded, an error can be predicted or detected.

Nach einer weiteren Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass, das Verfahren ferner die nachfolgenden Schritte umfasst: Detektieren eines Fehlers der Elektromotorpumpe, falls ein über die Zeit erfolgender Anstieg oder Abstieg des Stellstroms bei gleichbleibender Drehzahl der Elektromotorpumpe einen Schwellenwert übersteigt oder unterschreitet, vorzugsweise indem der Anstieg oder Abstieg anhand der über die Zeit betrachteten Betriebspunkte, die aus einem jeweiligen Datenpaar von Stellstrom und zugehöriger Drehzahl der Elektromotorpumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt bestehen, detektiert wird, und/oder Prognostizieren eines Fehlers der Elektromotorpumpe, falls eine Tendenz eines über die Zeit erfolgenden Anstiegs oder Abstiegs des Stellstroms bei gleichbleibender Drehzahl der Elektromotorpumpe auf das Überschreiten oder Unterschreiten eines Schwellenwerts hindeutet, vorzugsweise indem die Tendenz mithilfe einer Extrapolation der über die Zeit betrachteten Betriebspunkte, die aus einem jeweiligen Datenpaar von Stellstrom und zugehöriger Drehzahl der Elektromotorpumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt bestehen, prognostiziert wird.According to a further development of the method according to the invention, it can be provided that the method further comprises the following steps: detecting a fault in the electric motor pump if an increase or decrease in the control current over time while the speed of the electric motor pump remains constant exceeds or falls below a threshold value, preferably by detecting the increase or decrease based on the operating points considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed of the electric motor pump at a certain point in time, and / or predicting a fault of the electric motor pump if there is a trend over time the increase or decrease in the control current at a constant speed of the electric motor pump to exceed or fall below progression of a threshold value, preferably by predicting the trend using an extrapolation of the operating points considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed of the electric motor pump at a specific point in time.

Dabei kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass beim Detektieren oder Prognostizieren eines Fehlerfalls nur solche Werte des Stellstroms und der Drehzahl der Elektromotorpumpe zur Fehlerdetektion bzw. -prognose herangezogen werden, die in einem quasistationären Betrieb der Elektromotorpumpe generiert worden sind, vorzugsweise wobei sich ein quasistationärer Betrieb durch das konstante Halten eines Drehzahlbereichs oder einer Drehzahl der Elektromotorpumpe über eine vorbestimmte Zeit definiert, in dem keine dynamische Laständerung erfolgt.It can advantageously be provided that when detecting or predicting a fault, only those values of the control current and the speed of the electric motor pump that were generated in a quasi-steady operation of the electric motor pump are used for fault detection or prediction, preferably a quasi-steady operation defined by keeping a speed range or a speed of the electric motor pump constant over a predetermined time, in which no dynamic load change occurs.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1: eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zustandsüberwachung mit Elektromotorpumpe,
2: eine Systemarchitektur einer Motorsteuereinheit zur Ansteuerung der E lektromotorpum pe,
3: ein Schaubild der Stromkennlinie über der Drehzahl der Elektromotorpumpe, die abhängig von der Temperatur des zu pumpenden Fluids ist, und
4: eine idealisierte Darstellung der Stromlinienkennlinie zur Erläuterung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

The present invention is explained in more detail below using exemplary embodiments shown in the figures. Show it:

1 : a schematic sketch of the device according to the invention for condition monitoring with an electric motor pump,
2 : a system architecture of an engine control unit for controlling the electric motor pump,
3 : a graph of the current characteristic versus the speed of the electric motor pump, which is dependent on the temperature of the fluid to be pumped, and
4 : an idealized representation of the streamline characteristic to explain the functional principle of the device according to the invention.

1 zeigt eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Zustandsüberwachung mit ebenfalls dargestellter Elektromotorpumpe 2, die vorliegend durch eine konstante Verdrängerpumpe 8 (engl. fixed displacement pump) umgesetzt ist. Die Verdrängerpumpe 8 ist dabei mit der Ausgangswelle des Motors 9 verbunden, der seine Drehzahl variieren kann. Vorliegend ist der Motor 9 als Permanentmagnet-Synchronmotor umgesetzt, der abhängig von seiner Ansteuerung die Drehzahl der Ausgangswelle variieren kann. Dadurch ist es also möglich, die Verdrängerpumpe 8 unterschiedlich schnell zu betreiben und so das entsprechende Fördervolumen der Pumpe anzupassen. 1 shows a schematic sketch of the device 1 according to the invention for condition monitoring with an electric motor pump 2 also shown, which in the present case is implemented by a constant displacement pump 8 (fixed displacement pump). The positive displacement pump 8 is connected to the output shaft of the motor 9, which can vary its speed. In the present case, the motor 9 is implemented as a permanent magnet synchronous motor, which can vary the speed of the output shaft depending on its control. This makes it possible to operate the positive displacement pump 8 at different speeds and thus adapt the corresponding delivery volume of the pump.

Für die Regelung des Motors 9 ist dabei eine Motorsteuereinheit 10 vorgesehen, die in Abhängigkeit der gewünschten Drehzahl des Motors 9 bzw. der Pumpe 8 entsprechende Ansteuersignale an den Motor 9 ausgibt. Gegenüber herkömmlichen Elektromotorpumpen, die einen Asynchronmotor mit konstanter Drehzahl zum Antrieb einer variablen Verdrängerpumpe nutzen, ergibt sich ein deutlich verbesserter Gesamtwirkungsgrad.To regulate the motor 9, a motor control unit 10 is provided, which outputs corresponding control signals to the motor 9 depending on the desired speed of the motor 9 or the pump 8. Compared to conventional electric motor pumps, which use an asynchronous motor with a constant speed to drive a variable displacement pump, the overall efficiency is significantly improved.

Ein weiterer Vorteil der in 1 dargestellten Architektur liegt in der sowieso erforderlichen Motorsteuereinheit 10, die immer auch die Geschwindigkeit der Ausgangswelle (und somit die Drehzahl der Verdrängerpumpe 8) und den Stellstrom des Elektromotors 9 kennt.Another advantage of the in 1 The architecture shown lies in the motor control unit 10, which is required anyway and which always knows the speed of the output shaft (and thus the speed of the positive displacement pump 8) and the control current of the electric motor 9.

Genau auf Grundlage dieser beiden Parameter, also Stellstrom und Drehzahl, schlägt die Erfindung eine Zustandsüberwachung der Elektromotorpumpe vor, um einen Fehlerfall zu prognostizieren oder zu detektieren. Dabei werden diese beiden Parameter kontinuierlich überwacht und anhand der aufgezeichneten Betriebspunkte untersucht, ob ein Fehler vorliegt oder sich abzeichnet.Precisely on the basis of these two parameters, i.e. control current and speed, the invention proposes monitoring the condition of the electric motor pump in order to predict or detect a fault. These two parameters are continuously monitored and the recorded operating points are used to examine whether an error exists or is becoming apparent.

2 offenbart eine Systemarchitektur einer Motorsteuereinheit 10 zur Ansteuerung der Elektromotorpumpe 2, anhand der man die Regelung mit einem dreifach kaskadierten Regelkreis erkennt. Wie bereits vorstehend erläutert, kann man hier erkennen, dass die Motorsteuereinheit 10 unter anderem Kenntnis über den Stellstrom und die Drehzahl der Ausgangswelle hat, da die jeweiligen Parameter mithilfe eines ersten Sensors 3 und eines zweiten Sensors 4 an den entsprechenden Stellen abgegriffen worden sind. Diese Parameter werden ohnehin zur Regelung des Permanentmagnet-Synchronmotors abgegriffen, sodass sie bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung bereits vorhanden sind. 2 discloses a system architecture of a motor control unit 10 for controlling the electric motor pump 2, which shows the control with a triple cascaded control loop. As already explained above, it can be seen here that the motor control unit 10 has, among other things, knowledge of the control current and the speed of the output shaft, since the respective parameters have been picked up at the corresponding points using a first sensor 3 and a second sensor 4. These parameters are used anyway to control the permanent magnet synchronous motor, so that they are already present when implementing the present invention.

3 zeigt mehrere von einem Motor stammende Stromkennlinien RT, HT, LT, die geringfügig von der Hydrauliktemperatur abhängig sind. Ganz allgemein ist dabei der Zusammenhang zu erkennen, dass die Stromkennlinie nur leicht über die Drehzahl ansteigt, wobei vorliegend die Besonderheit in der Diagrammdarstellung zu beachten ist, dass der Drehzahlanstieg von rechts nach links erfolgt. Im quasistationären Betrieb, in dem es keine dynamische Laständerung gibt, stellt die Regelung einen drehmomentproportionalen Strom ein, wodurch die konkrete Kennlinie entsteht, die nur leicht über der Drehzahl ansteigt. 3 shows several current characteristics RT, HT, LT from a motor, which are slightly dependent on the hydraulic temperature. In general, the connection can be seen that the current characteristic only increases slightly above the speed, although in this case the special feature in the diagram representation should be noted that the speed increase occurs from right to left. In quasi-stationary operation, in which there is no dynamic load change, the control sets a torque-proportional current, which creates the specific characteristic curve that only increases slightly above the speed.

Hintergrund hierfür ist, dass der Motorstrom proportional zu dem effektiven Drehmoment ist, welches von dem hydraulischen theoretischen Pumpenmoment „M_th“ dominiert wird. Dieses wiederum ist lediglich abhängig vom hydraulischen Differenzdruck „Δp“ und dem Schluckvolumen der Pumpe „V“, welche beide konstant sind und komplett unabhängig von der Drehzahl. Die hierfür relevanten Zusammenhänge werden der Einfachheit halber nachfolgend eingeblendet: $M_{t h} = \frac{V * Δ p}{2 * π} η_{P, m e c h} = \frac{M_{t h}}{M_{m e c h, e f f}} η_{M P U, m e c h} = \frac{Δ p}{I_{e f f}} * K$

The background to this is that the motor current is proportional to the effective torque, which is dominated by the hydraulic theoretical pump torque “M _th “. This in turn only depends on the hydraulic differential pressure “Δp” and the displacement of the pump “V”, both of which are constant and completely independent of the speed. The relevant combinations For the sake of simplicity, hangs are shown below:

M_{t H} = \frac{v * Δ p}{2 * π} η_{P, m e c H} = \frac{M_{t H}}{M_{m e c H, e f f}} η_{M P U, m e c H} = \frac{Δ p}{I_{e f f}} * K

Der leichte Anstieg der Kennlinie mit steigender Drehzahl kommt im Wesentlichen durch die geschwindigkeitsabhängige Zunahme der Reibungsverluste, wie es bei den Lagern und dem Wellendichtring der Fall sein kann.The slight increase in the characteristic curve with increasing speed is essentially due to the speed-dependent increase in friction losses, as can be the case with the bearings and the shaft seal.

Sollten nun die mechanischen Reibungsverluste in der Motor-Pumpen-Einheit zunehmen, führt dies zu einem Anstieg der Stellstroms für die gleiche Drehzahl. Tatsächlich kann der mechanische Reibungsanstieg nicht nur durch Fehler der Motorlagerung ausgelöst werden, sondern auch durch mechanische Fehler der Pumpenlagerung. Beobachtet man also den erforderlichen Stellstrom bei einer gewissen Drehzahl erhält man einen Verschleißmonitor für die mechanische Motor-Pumpen-Einheit.If the mechanical friction losses in the motor-pump unit increase, this leads to an increase in the control current for the same speed. In fact, the mechanical increase in friction can be triggered not only by motor bearing errors, but also by mechanical pump bearing errors. If you observe the required control current at a certain speed, you get a wear monitor for the mechanical motor-pump unit.

Man erkennt in 3 auch, dass niedrig temperiertes Fluid, dargestellt mit der Kennlinie LT (niedrige Temperatur), im Wesentlichen einen höheren Stellstrom erfordert, um eine vorbestimmte Drehzahl zu erreichen, wie dies der Fall wäre mit höher temperierten Fluid, dargestellt mit der Kennlinie RT (reguläre Temperatur) und HT (hohe Temperatur).You recognize in 3 also that low-temperature fluid, shown with the characteristic LT (low temperature), essentially requires a higher control current in order to achieve a predetermined speed, as would be the case with higher-temperature fluid, shown with the characteristic RT (regular temperature) and HT (high temperature).

4 zeigt eine skizzenhafte Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Auf der Abszisse ist dabei die Drehzahl des Motors 8 bzw. der Pumpe 9 und auf der Ordinate der Stellstrom für den Motor 8 in Ampere aufgetragen ist. Anhand der drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Linien (6, 7) erkennt man die typische Charakteristik der Stellstroms, der ja nur leicht über die Drehzahl ansteigt. Betrachtet man nun einen Betriebspunkt 7 konstant über die Lebensdauer der Elektromotorpumpe 2 hinweg, so kann man feststellen, dass mit zunehmendem Verschleiß der erforderliche Stellstrom zum Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit der Zeit ansteigt. Dies ist durch die übereinander angeordneten mehreren Betriebspunkt 7 dargestellt, bei denen bspw. der Betriebspunkt, welche den geringsten Stellstrom benötigt, am ältesten ist und der Betriebspunkt, der den meisten Stellstrom benötigt, der aktuelle ist. Durch die beiden Linien 5, 6 ist ein entsprechender Korridor gebildet, in dem der Betriebspunkt 7 angeordnet sein kann, ohne dass ein Fehlerfall vorliegt. Überschreitet hingegen der Betriebspunkt 7 den durch die Linie 5 gebildeten Schwellenwert, wird auf einen Fehlerfall geschlossen. Zudem ist möglich, das Überschreiten des Schwellenwertes (dargestellt durch die Linie 5) zu prognostizieren, indem auf Grundlage von in der Vergangenheit ermittelten Betriebspunkten 7 ein Zeitpunkt zum Überschreiten des Schwellenwertes abgeschätzt wird. Dabei kann bspw. auf eine Extrapolation zurückgegriffen werden, die die fortschreitende Verschlechterung aeschätzt und zu einem Zeitpunkt in der Zukunft gelangt, an dem voraussichtlich der Schwellenwert, dargestellt durch die Linie 5, überschritten werden wird. 4 shows a sketch illustration to explain the functional principle of the device according to the invention. The speed of the motor 8 or the pump 9 is plotted on the abscissa and the control current for the motor 8 in amperes is plotted on the ordinate. Based on the three lines (6, 7) arranged essentially parallel to one another, you can see the typical characteristics of the control current, which only increases slightly above the speed. If you now look at an operating point 7 constant over the lifespan of the electric motor pump 2, you can see that with increasing wear, the control current required to reach a predetermined speed increases over time. This is represented by the multiple operating points 7 arranged one above the other, in which, for example, the operating point that requires the lowest control current is the oldest and the operating point that requires the most control current is the current one. The two lines 5, 6 form a corresponding corridor in which the operating point 7 can be arranged without an error occurring. However, if the operating point 7 exceeds the threshold value formed by line 5, an error is concluded. In addition, it is possible to predict whether the threshold value (represented by line 5) will be exceeded by estimating a time at which the threshold value will be exceeded based on operating points 7 determined in the past. For example, one can resort to an extrapolation that estimates the progressive deterioration and arrives at a point in time in the future at which the threshold value, represented by line 5, is expected to be exceeded.

Darüber hinaus ist es sinnvoll, bei der Auslegung der Überwachungsgrenzwerte, also der Schwellenwerte, die durch die Linien 5, 6 verkörpert sind, die Messtoleranzen des Motorstroms zu berücksichtigen, da diese auch einen Bereich von ±10 % annehmen können. Die Drehzahl hingegen kann sehr viel genauer bestimmt werden, sodass diese diesbezüglich keine weitere zusätzliche Betrachtung erfordert.In addition, when designing the monitoring limit values, i.e. the threshold values embodied by lines 5, 6, it makes sense to take the measurement tolerances of the motor current into account, as these can also have a range of ±10%. The speed, on the other hand, can be determined much more precisely, so that it does not require any additional consideration in this regard.

Da Veränderungen des ermittelten Betriebspunkt auch von der Temperatur des zu pumpenden Fluids abhängen können, kann die Temperatur des Fluids gemessen und zur Berichtigung des Betriebspunkts verwendet werden. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen ist in 4 dargestellt, dass der Stellstrom I_RMS durch eine Funktion dargestellt werden kann, die von der Temperatur des Fluids, welches durch die Elektromotorpumpe gepumpt wird, und der Drehzahl des Motors abhängig ist.Since changes in the determined operating point can also depend on the temperature of the fluid to be pumped, the temperature of the fluid can be measured and used to correct the operating point. In order to take this circumstance into account, 4 shown that the control current I _RMS can be represented by a function that is dependent on the temperature of the fluid that is pumped by the electric motor pump and the speed of the motor.

Darüber hinaus kann auch die Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit 10 bestimmt werden und mithilfe von entsprechenden erfassten Parametern, die allesamt der Motorsteuereinheit bekannt sind, eine Zuordnung eines prognostizierten oder detektierten Fehlerfalls entweder auf den Motor oder die Pumpe erfolgen.In addition, the output power of the engine control unit 10 can also be determined and, using corresponding recorded parameters, all of which are known to the engine control unit, a predicted or detected fault can be assigned to either the engine or the pump.

So kann die Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit, die Wellenleistung (Ausgangsleistung des Motors) sowie die Ausgangsleistung der Pumpe in der Rechnereinheit der Vorrichtung zur Zustandsüberwachung errechnet werden, sodass man den Wirkungsgrad des Motors und der Pumpe kennt. Sinkt demnach der Wirkungsgrad einer der beiden Komponenten ungewöhnlich stark ab, wird der detektierte oder prognostizierte Fehler der entsprechenden Komponente zugeordnet.The output power of the motor control unit, the shaft power (output power of the motor) and the output power of the pump can be calculated in the computer unit of the condition monitoring device so that the efficiency of the motor and the pump is known. If the efficiency of one of the two components drops unusually, the detected or predicted error is assigned to the corresponding component.

Konkret kann die Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit 10 bestimmt werden über die nachfolgend eingeblendeten Formeln, die dem Fachmann allesamt bekannt sind. Der erfindungsgemäße Clou liegt in der Auswertung und der Erkenntnis hieraus einen Nutzen ziehen zu können:

Ausgangsleistung der Motorsteuereinheit = 3/2 * (Vq * Iq + Vd * Id).
Die Wellenleistung der den Motor und die Pumpe verbindenden Welle = Mth * n.
Die Ausgangsleistung der Pumpe = P * ΔP * k.

Specifically, the output power of the engine control unit 10 can be determined using the formulas shown below, all of which are known to those skilled in the art. The highlight of the invention lies in the evaluation and the knowledge of being able to benefit from it:

Engine control unit output power = 3/2 * (Vq * Iq + Vd * Id).
The shaft power of the shaft connecting the motor and the pump = Mth * n.
The output power of the pump = P * ΔP * k.

Ferner kann über die Drehmomentgleichung des Motors wie auch die hydraulischen Daten, die der Motorsteuereinheit 10 zugeführt werden, jeweils die Drehmomentkonstante kT ermittelt werden, die bei fehlerfreier Elektromotorpumpe unabhängig vom Weg der Ermittlung identisch ist. Ergibt sich eine Abweichung, kann hierüber ebenfalls eine Zuordnung eines detektierten oder prognostizierten Fehlerfalls erfolgen.Furthermore, the torque constant kT can be determined using the torque equation of the engine as well as the hydraulic data that is supplied to the engine control unit 10, which is identical regardless of the path of determination if the electric motor pump is faultless. If a deviation occurs, this can also be used to assign a detected or predicted error.

Zum einen kann eine Drehmomentkonstante berechnet werden über die Drehmomentgleichung des Motors; M = 3/2 * kT * Iq.On the one hand, a torque constant can be calculated using the motor's torque equation; M = 3/2 * kT * Iq.

Zum anderen ist die Berechnung der Drehmomentkonstante möglich in Kenntnis der Spannung und Drehzahl, nämlich durch die Gleichung: Vq = kT * nOn the other hand, the torque constant can be calculated knowing the voltage and speed, namely using the equation: Vq = kT * n

Ein beispielhafter möglicher Motorfehler ist eine Entmagnetisierung. Hier kann der Motor überwacht werden, indem das Drehmoment M_th aus den hydraulischen Daten für die Ermittlung des kT mit dem Vergleich des kT aus den Spannungs- und Drehzahldaten korreliert wird, sodass der Fehlerfall der Entmagnetisierung erkannt werden kann.An example possible motor fault is demagnetization. Here the motor can be monitored by correlating the torque M _th from the hydraulic data to determine the kT with the comparison of the kT from the voltage and speed data, so that the demagnetization error can be recognized.

Claims

Device (1) for monitoring the condition of an electric motor pump (2), which is preferably arranged in an aircraft, comprising: at least one first sensor (3) for detecting a control current of the electric motor pump (2), at least one speed detection unit (4) for detecting a speed (n) of the electric motor pump (2), a computer unit for processing and evaluating the data of the electric motor pump (2) recorded by the first sensor (3) and the speed detection unit (4), and a storage unit for storing the values for the control current and the speed (n) of the electric motor pump (2) detected by the first sensor (3) and the speed detection unit (4), where the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed (n) stored in the memory unit and, based on this, to detect or predict a fault in the electric motor pump (2).

Device (1) according to Claim 1 , wherein the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed (n) stored in the memory unit and to detect a fault in the electric motor pump (2) if there is an increase in the control current over time while the speed (n ) of the electric motor pump (2) exceeds or falls below a threshold value (5, 6), preferably in that the increase or decrease is based on the operating points (7) considered over time, which consist of a respective data pair of control current and associated speed (n) of the electric motor pump ( 2) exist at a certain point in time is detected.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the computer unit is designed to analyze the values for the control current and the speed (n) stored in the memory unit and to predict a fault in the electric motor pump (2) if there is a tendency of an over the increase in the control current over time at a constant speed (n) of the electric motor pump (2) indicates that a threshold value (5, 6) has been exceeded, preferably by the tendency using an extrapolation of the operating points (7) considered over time, which are derived from a respective Data pair of control current and associated speed (n) of the electric motor pump (2) exist at a certain point in time is predicted.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the computer unit is designed to use only those values of the control current and the speed (n) of the electric motor pump (2) for error detection or prediction that occur in a quasi-stationary operation of the electric motor pump (2 ) have been generated, preferably wherein a quasi-stationary operation is defined by the constant holding of a speed range or a speed (n) of the electric motor pump (2) over a predetermined time in which no dynamic load change occurs.

Device (1) according to one of the preceding claims, further comprising: at least one third sensor for detecting the temperature (T _Fluid ) of the fluid pumped by the electric motor pump (2), wherein the storage unit is further designed to store the values detected by the third sensor to store the temperature (T _Fluid ) of the pumped fluid, and the computer unit is further designed to take the temperature (T _Fluid ) of the pumped fluid into account in the error detection or prediction, preferably the one used in the error detection or prediction Threshold value (5, 6) and/or the operating point (7) determined by the control current and speed (n) is increased or decreased depending on the detected temperature (T _Fluid ) of the pumped fluid.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the electric motor pump (2) is based on the principle of variable motor control constant displacement pump (8), in which a motor control unit (10) is provided in order to correspondingly control a motor (9), in particular a permanent magnet synchronous motor, connected to the constant displacement pump (8).

Device (1) according to the previous one Claim 6 , wherein the first sensor (3) and the speed detection unit (4) are integrated in a motor control unit (10), which knows the speed (n) and the control current of the electric motor.

Device (1) according to one of the preceding Claims 6 - 7 , wherein the computer unit is further designed to assign a detected or predicted error to the motor (9) or the constant displacement pump (8), for which purpose the computer unit is designed to: determine the output power of the engine control unit (10), the input power, ie to determine the shaft power of the motor (9), to determine the output power of the positive displacement pump (8), to calculate the efficiency of the subcomponents motor (9) and positive displacement pump (8) from the quotient of the power in order to avoid an error in the motor (9 ) or the positive displacement pump (8).

Device (1) according to the previous one Claim 8 , where the output power of the engine control unit (10) is determined by calculating: 3/2*(Vq * Iq + Vd * Id), the shaft power is determined by calculating: Mth * n, and the output power of the positive displacement pump (8) is determined is calculated by calculating: P* ΔP *k, where Vq is the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, Vd is the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the d-axis, Iq is the current vector in the d/q rotor coordinate system stands for the q-axis, Id stands for the current vector in the d/q rotor coordinate system for the d-axis, Mth stands for the hydraulic theoretical pump torque, n stands for the speed (n), P for the Power on the pump shaft stands, and ΔP stands for the hydraulic differential pressure.

Device (1) according to one of the preceding Claims 6 - 9 , wherein the computer unit is further designed to infer a fault in a demagnetized motor (9) by determining and comparing the torque constant kT of the motor (9) from the hydraulic data on the one hand and from the voltage and speed data on the other hand , preferably if the deviation exceeds a threshold value (5, 6), it is concluded that the demagnetized motor (9) is faulty.

Device (1) according to the previous one Claim 10 , where the torque constant kT of the motor (9) is calculated from: M = 3/2 * kT * Iq, and the torque constant kT and the voltage and speed data are calculated from: Vq = kT * n, where M stands for the torque , kT stands for the torque constant, Iq stands for the current vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, Vq stands for the voltage vector in the d/q rotor coordinate system for the q-axis, and n stands for the speed.

System with an electric motor pump (2) and a device (1) for condition monitoring according to one of the preceding claims, preferably wherein the condition monitoring predicts or detects a fault through a correlation of motor parameters and system or manipulated variables of the electric motor pump (2).

Method for monitoring the condition of an electric motor pump (2), preferably such an electric motor pump (2), which is based on the principle of variable motor control with a constant displacement pump (8), in which a motor control unit (10) is provided in order to operate a motor control unit (10) connected to the constant displacement pump (8 ) connected motor (9), in particular a permanent magnet synchronous motor, to be controlled accordingly, the method comprising the steps: Detecting a control current of the electric motor pump (2), Detecting a speed (n) of the electric motor pump (2), Analyzing the recorded values for the control current and the speed (n) of the electric motor pump (2) in order to detect or predict a fault in the electric motor pump (2) based on this.

Procedure according to the previous one Claim 13 , further comprising the steps: detecting a fault in the electric motor pump (2) if an increase in the control current over time at a constant speed (n) of the electric motor pump (2) exceeds or falls below a threshold value (5, 6), preferably by the increase or descent based on the operating points (7) considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed (n) of the electric motor pump (2). exist at a certain point in time, is detected, and / or predicting a fault in the electric motor pump (2) if there is a tendency for an increase in the control current over time at a constant speed (n) of the electric motor pump (2) to exceed a threshold value (5, 6), preferably by predicting the tendency using an extrapolation of the operating points (7) considered over time, which consist of a respective data pair of the control current and the associated speed (n) of the electric motor pump (2) at a certain point in time.

Procedure according to the previous one Claim 13 or 14 , whereby when detecting or predicting a fault, only those values of the control current and the speed (n) of the electric motor pump (2) are used for fault detection or prediction that were generated in a quasi-stationary operation of the electric motor pump (2), preferably where a quasi-stationary operation is defined by keeping a speed range or a speed (n) of the electric motor pump (2) constant over a predetermined time, in which no dynamic load change occurs.