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Diese Erfindung betrifft eine Regeleinheit für einen Verdichter, spezieller für einen zum Antrieb eines Verdichterelements eingerichteten Elektromotor mit variabler Drehzahlregelung.
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Regeleinheiten werden typischerweise in einem Verdichter zur Regelung der Funktionsfähigkeiten eines Elektromotors mit variabler Drehzahlregelung verwendet.
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Typischerweise umfasst ein solcher Verdichter eine Hauptregeleinheit, die von einem Benutzer eine Eingabe betreffend den Bedarf an dem Druckgas an seinem Auslass empfängt, und eine weitere Regeleinheit, welche typischerweise mit der Hauptregeleinheit in Verbindung steht und die Funktionalität des Motors anpasst, um solche erforderlichen Eigenschaften von Druckgas zu erzielen.
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Wenn der Verdichter weiter andere Komponenten umfasst, wie etwa eine Kühleinheit oder einen Trockner oder dergleichen, so beinhalten die bestehenden Einheiten typischerweise für jede solcher Komponenten eine separate Regeleinheit, die vorzugsweise mit der Hauptregeleinheit kommuniziert.
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Folglich können die Verdichter zu sehr komplexen Systemen werden, mit einer Vielzahl von Regeleinheiten mit allen erforderlichen Kommunikationswegen, Kabeln und Steckverbindungen, eventuell erforderlichen Rohren und Formteilen.
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Die Komplexität verschlimmert sich noch im Fall von Verdichtern, welche mehr als ein Verdichterelement aufweisen, die entweder in Serie oder parallel angeschlossen sind, wobei jedes Verdichterelement potentiell seinen eigenen Motor hat.
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Ein weiterer Nachteil bestehender Verdichter ist der komplexe Wartungsvorgang, da, wenn eine der Regeleinheiten eine Fehlfunktion erfassen würde, das gesamte System zu einem erzwungenen Halt gebracht würde und der die Wartung durchführende Techniker alle derartigen Regeleinheiten und ihre Kabelverbindungen überprüfen müsste, bis er die fehlerhafte Komponente gefunden hätte. Dies würde bedeuten, dass ein solcher Verdichter für eine sehr lange Zeit nicht funktionsfähig wäre, was für einen Benutzer eines solchen Systems zusätzliche Kosten nicht nur für den Wartungsvorgang verursachen würde, sondern auch, da der Verdichter während dieser Zeit nicht funktionsfähig ist, was das System des Benutzers zum Stillstand bringen kann.
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Unter Berücksichtigung der vorgenannten Nachteile ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine viel einfachere Regeleinheit bereitzustellen, die fähig ist, mehrere Motoren gleichzeitig zu regeln.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Regeleinheit, die einen viel einfacheren und schnelleren Wartungsvorgang erfordern würde.
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Noch ein weiterer Gegenstand ist die Bereitstellung einer viel kompakteren Lösung, welche weniger externe Kommunikationswege, wie etwa Kabel und Steckverbindungen, erfordert, wodurch die Möglichkeit des Auftretens von Messfehlern reduziert wird und die Herstellungskosten gesenkt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Erhöhung der Energieeffizienz solchen Verdichters unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Kühlleistung.
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Die vorliegende Erfindung löst mindestens eines oder vorgenannten und/oder andere Probleme durch Bereitstellung einer Regeleinheit für einen Verdichter, spezieller für einen Elektromotor mit variabler Drehzahlregelung, der zum Antrieb eines Verdichterelements eingerichtet ist, wobei die Regeleinheit ein Gehäuse umfasst, worin ein Gleichrichter, ein Gleichstromzwischenkreis mit einem Gleichstrom-Bus und zwei mit demselben Gleichstrom-Bus verbundene Umrichter angebracht sind, wobei ein erster der Umrichter dazu eingerichtet ist, den das Verdichterelement antreibenden Motor mit variabler Drehzahlregelung zu regeln, und ein zweiter der Umrichter dazu eingerichtet ist, einen Motor mit variabler Drehzahlregelung zu regeln, der einen Ventilator antreibt, der zum Kühlen des Verdichters eingerichtet ist.
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Da die Regeleinheit ein Gehäuse umfasst, worin die zwei Umrichter vorgesehen sind, wird eine solche Regeleinheit, verglichen mit den Regeleinheiten eines bestehenden Verdichters, die Leistungen von mindestens zwei Regeleinheiten abdecken.
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Eine solche Regeleinheit ist viel einfacher zu fertigen, ist eine viel kompaktere Lösung und ist viel einfacher in den Verdichter zu integrieren. Sie erfordert auch weniger Kommunikationswege, wie etwa Kabel und Steckverbindungen.
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Da die Regeleinheit die benötigten Komponenten in demselben Gehäuse umfasst, wird die Möglichkeit des Auftretens von Kommunikationsfehlern zwischen solchen Komponenten minimiert, wenn nicht sogar eliminiert.
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Weiterhin kann der Wartungsvorgang viel einfacher durchgeführt werden, wodurch die Anzahl von Stunden, während derer der Verdichter nicht funktioniert, verringert wird.
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Da die Regeleinheit mit einem Gehäuse für all ihre Elemente versehen ist, ist eine solche Regeleinheit vor potentiell schädlichen Auswirkungen der äußeren Umgebung, vor potentiell hoher Feuchtigkeit und partikelförmiger Materie und auch vor großen Temperaturänderungen geschützt.
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Durch die Annahme einer solchen Gestaltung für die Regeleinheit nach der vorliegenden Erfindung wird der den Ventilator antreibende Motor eigentlich durch Variieren seiner Drehzahl angetrieben und nicht auf eine Ein/Aus-Manier wie bei den bestehenden Verdichtern. Hierdurch wird die Energieeffizienz des Verdichters hoch gehalten und wird die Lebensdauer des Motors erhöht.
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Die Erfindung betrifft weiter einen Verdichter, umfassend eine Regeleinheit nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Regeleinheit mit einem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung zum Antrieb eines Verdichterelements des Verdichters verbunden ist und weiter mit einem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung zum Antrieb eines zum Kühlen des Verdichters eingerichteten Kühlventilators verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Vakuumpumpe, umfassend eine Regeleinheit nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Regeleinheit mit einem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung zum Antrieb eines Vakuumelements der Vakuumpumpe verbunden ist und weiter mit einem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung zum Antrieb eines zum Kühlen der Vakuumpumpe eingerichteten Kühlventilators verbunden ist.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung versteht es sich, dass die in Bezug auf die Regeleinheit dargelegten Vorteile auch für den Verdichter und für die Vakuumpumpe gelten.
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Mit der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser darzustellen, sind hiernach, nur als Beispiel und ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu sein, einige bevorzugte Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 schematisch einen Verdichter nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 schematisch eine Regeleinheit nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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3 schematisch eine Vakuumpumpe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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1 veranschaulicht einen Verdichter 1, umfassend ein Verdichterelement 2 mit einem Gaseinlass 3, durch den Umgebungsluft oder ein Gas von einer externen Quelle (nicht dargestellt) angesaugt wird, und einem Druckgasauslass 4, durch den Druckgas einem Netz 5 eines Benutzers bereitgestellt wird.
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Das Verdichterelement 2 wird von einem ersten (VSD-)Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 angetrieben.
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Der Verdichter umfasst weiter eine Regeleinheit 7, die fähig ist, den Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 zu regeln.
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Bevorzugt umfasst ein solcher Verdichter weiter einen Nachkühler 8, der einen Ventilator 9 umfasst, wobei der Ventilator 9 von einem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 angetrieben wird. Die Regeleinheit 7 ist fähig, den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 zu regeln.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist der Verdichter 1 als die gesamte Verdichteranlage zu verstehen, einschließlich des Verdichterelements 2, aller typischen Verbindungsleitungen und Ventile, des Nachkühlers 8, des Gehäuses des Verdichters 1 und eventuell des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 und des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist das Verdichterelement 2 als der Verdichterelementmantel zu verstehen, worin der Verdichtungsprozess mittels eines Rotors oder durch eine Hin- und Herbewegung stattfindet.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann das Verdichterelement 2 aus einer Gruppe ausgewählt sein, umfassend: eine Schraube, eine Verzahnung, eine Klaue, eine Spirale, einen Drehflügel, ein Zentrifugalelement, einen Kolben usw.
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Unter Regeln eines Motors mit variabler Drehzahlregelung ist zu verstehen, dass die Regeleinheit 7 ein Signal erzeugt, das durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung zu eventuell einer örtlichen Regeleinheit solchen Motors mit variabler Drehzahlregelung gesendet wird, wobei das Signal fähig ist, die Drehzahl des Motors mit variabler Drehzahlregelung zu ändern, indem es sie erhöht oder senkt. Eine andere Möglichkeit für das von der Regeleinheit 7 erzeugte Signal ist, dass es die Drehzahl des Motors mit variabler Drehzahlregelung durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung direkt ändert.
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Ist die Verbindung drahtgebunden, so umfasst solche Verbindung typisch ein Kabel mit zwei Steckverbindungen an jedem Ende.
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Ist die Verbindung drahtlos, so umfasst jedes der Regeleinheit 7 und des Motors mit variabler Drehzahlregelung bevorzugt einen drahtlosen Sender-Empfänger, der fähig ist, ein drahtloses Signal zu senden und zu empfangen.
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In einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung empfängt die Regeleinheit 7 Daten betreffend den Bedarf an dem Druckgas durch einen grafischen Benutzerschnittstellenteil (nicht dargestellt) der Regeleinheit 7, oder durch einen Hauptregeleinheitsteil (nicht dargestellt) des Verdichters 1 und in Kommunikation mit der Regeleinheit 7.
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In Hinwendung zu 2 umfasst die Regeleinheit 7 einen Gleichrichter 11, der mit einer Hauptstromleitung 12 von der Anlage des Benutzers verbunden ist, der Wechselstrom (AC) von der Stromleitung empfängt und den Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umwandelt.
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Ein Gleichstromzwischenkreis mit einem Gleichstrom-Bus gestattet die Verbindung der zwei Umrichter mit den zwei Motoren mit variabler Drehzahlregelung: ein erster Umrichter 13 ist mit dem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 verbunden und ein zweiter Umrichter 14 ist mit dem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 verbunden. Der Gleichstrom-Bus ist ein gemeinsamer Bus für die zwei Umrichter.
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Der erste und der zweite Umrichter, 13 und 14, wandeln bevorzugt den Gleichstrom in Wechselstrom um und regeln auch die Frequenz und Spannung des Signals, das den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 und den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 erreicht. Durch Regeln der Frequenz und Spannung wird die Drehzahl der zwei Motoren mit variabler Drehzahlregelung so geregelt, dass die Nachfrage am Netz des Benutzers erfüllt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst jeder des ersten und des zweiten Umrichters, 13 und 14, mindestens einen Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode (IGBT), der mit dem Gleichstrom-Bus verbunden ist.
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Für eine reibungslosere Regelung umfasst die Regeleinheit 7 weiter einen Gleichstromzwischenkreiskondensator 15, der zwischen dem Gleichrichter 11 und dem ersten und dem zweiten Umrichter, 13 und 14, angeschlossen ist, wobei der Kondensator 15 die elektrische Wellenform derart glättet, dass der erste und der zweite Umrichter, 13 und 14, ein sauberes glattes Signal empfangen.
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In einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung kann die Regeleinheit 7 weiter einen separaten Kühlventilator 26 zum Kühlen der Leistungselektronik der Regeleinheit 7 umfassen.
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Durch die Einbeziehung eines solchen separaten Kühlventilators 26 wird die Regeleinheit 7 vor Überhitzung geschützt und erfährt der Verdichter 1 kein Herunterfahren aufgrund einer erhöhten Temperatur auf dem Niveau der Regeleinheit 7.
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In einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit 7 weiter einen ersten Stromsensor 17 zum Erfassen des Stroms, der durch eine Wicklung des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 geht, der das Verdichterelement 2 antreibt.
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Der erste Stromsensor 17 ist gleich welcher Typ von Stromsensor, wie beispielsweise, und nicht darauf beschränkend: eine Strommesszange, ein integrierter Halleffekt-Schaltkreis, ein Widerstand, ein faseroptischer Stromsensor, eine Rogowski-Spule.
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Bevorzugt wird der erste Stromsensor 17 als Messzange ausgewählt, wobei die Messzange an mindestens zwei Phasen des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 beziehungsweise des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 geklemmt wird. Weiter ist es möglich, eine Messzange um drei Phasen des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 beziehungsweise des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 geklemmt zu haben.
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Ein solcher erster Stromsensor 17 misst den durch die Wicklungen des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 beziehungsweise des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 gehenden Strom und sendet solche Werte zu einer Verarbeitungseinheit 19, die Teil der Regeleinheit 7 ist.
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Die Verarbeitungseinheit 19 vergleicht bevorzugt die empfangene Messung mit einem vorbestimmten Stromgrenzwert, und in dem Fall, dass der gemessene Strom gleich dem oder höher als der vorbestimmte Stromgrenzwert ist, stoppt die Regeleinheit den Verdichter 1, wodurch sie den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 und den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 vor einem Überstrom schützt.
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Weiter ist es möglich, den gemessenen Strom mit einem ersten vorbestimmten Stromgrenzwert zu vergleichen, und wenn der gemessene Strom gleich dem oder höher als der erste vorbestimmte Stromgrenzwert, jedoch niedriger als ein zweiter vorbestimmter Stromgrenzwert ist, so erzeugt die Regeleinheit 7 ein Alarmsignal an der graphischen Benutzerschnittstelle. Ist jedoch der gemessene Strom gleich dem oder höher als der zweite vorbestimmte Stromgrenzwert, so stoppt die Regeleinheit 7 den Verdichter 1.
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Weiter wird der gemessene Strom auch mit einem vorbestimmten Mindeststromgrenzwert verglichen, und wenn der gemessene Strom gleich dem oder niedriger als ein solcher vorbestimmter Mindeststromgrenzwert ist, so stoppt die Regeleinheit 7 den Verdichter 1.
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Weiter soll es nicht ausgeschlossen sein, dass die Regeleinheit 7 den gemessenen Strom mit mehr vorbestimmten Grenzwerten vergleichen und verschiedene Benachrichtigungen an der graphischen Benutzerschnittstelle erzeugen kann, oder mit weniger vorbestimmten Grenzwerten und eventuell sofortige Maßnahmen ergreifen und den Verdichter 1 stoppen kann.
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Im Kontext der vorliegenden Erfindung versteht es sich, dass der vorbestimmte Stromgrenzwert, der erste Stromgrenzwert, der zweite Stromgrenzwert und der vorbestimmte Mindeststromgrenzwert dieselben Werte für die Messungen sowohl an dem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 als auch an dem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 haben können oder diese Werte verschieden sein können.
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Bevorzugt werden solche Werte gemäß den Nenn-Betriebsparametern für jeden des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 und des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 ausgewählt.
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In noch einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit 7 weiter einen zweiten Stromsensor 18 zum Erfassen des Stroms, der durch eine Wicklung des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 geht, der den Ventilator 9 antreibt.
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Der zweite Stromsensor 18 ist bevorzugt ein Modul, das den Strom bestimmt, der durch den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 geht, durch Anlegen eines Spannung-über-Frequenz-Verfahrens. Entsprechend wird die Spannung gemessen, die Frequenz des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 wird ebenfalls ermittelt und der Strom wird weiter bestimmt.
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Es sollte jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass der zweite Stromsensor 18 von demselben Typ wie der erste Stromsensor 17 sein kann.
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Tests haben gezeigt, dass durch die Einbeziehung eines ersten Stromsensors 17 und eines zweiten Stromsensors 18 die Regeleinheit 7 nach der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Überstromschutz umfasst, der, verglichen mit bestehenden Regeleinheiten, die typischerweise einen mechanischen Schutz für den Strom aufweisen, viel zuverlässiger und präziser ist.
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In einer andere Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit weiter einen Spannungssensor 20 zur Erfassung des Werts der Spannung auf dem Niveau des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6, der das Verdichterelement 2 antreibt, und/oder des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10, der den Ventilator 9 antreibt.
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Bevorzugt, jedoch nicht darauf beschränkend, ist der Spannungssensor 20 auf dem Gleichstrom-Bus positioniert, zwischen dem Gleichrichter 11 und dem Kondensator 15, und misst die Spannung sowohl des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 als auch des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10.
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Die Verarbeitungseinheit 19 der Regeleinheit 7 vergleicht bevorzugt die gemessene Spannung mit einem vorbestimmten Spannungsgrenzwert, und, wenn die gemessene Spannung gleich dem oder höher als der vorbestimmte Spannungsgrenzwert ist, so stoppt die Regeleinheit 7 den Verdichter 1.
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Weiter kann die Verarbeitungseinheit 19 die gemessene Spannung mit einem vorbestimmten Mindestspannungsgrenzwert vergleichen, und, wenn die gemessene Spannung gleich der oder niedriger als die vorbestimmte Mindestspannung ist, so stoppt die Regeleinheit 7 den Verdichter 1.
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Weiterhin sollte nicht ausgeschlossen sein, dass die Verarbeitungseinheit die gemessene Spannung mit mehr vorbestimmten Grenzwerten vergleichen kann, und, abhängig von den Grenzwerten, sie Alarmsignale an der graphischen Benutzerschnittstelle erzeugen oder den Verdichter 1 stoppen kann.
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In einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit 7 weiter ein Kommunikationsmodul (nicht dargestellt), das dazu eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung mit einem externen Gerät (nicht dargestellt) zu errichten.
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Eine Kommunikationsverbindung ist als eine Verbindung zwischen zwei Endgeräten zu verstehen, die gestatten, dass ein Signal hierdurch passiert.
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Eine solche Verbindung wird durch ein drahtgebundenes oder drahtloses Medium verwirklicht.
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Ein externes Gerät sollte als gleich welcher Typ von Gerät verstanden werden, das fähig ist, ein Signal durch eine solche Kommunikationsverbindung zu empfangen und zu übertragen, wie etwa ausgewählt aus der Gruppe, umfassend: einen Personal Computer, einen Laptop, ein Telefon, ein Tablet, einen PDA (Personal digital assistant), die Cloud oder gleich welches andere Gerät.
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Die Regeleinheit 7 kann weiter zum Empfang von Initialisierungsdaten durch eine solche Kommunikationsverbindung eingerichtet sein.
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Dementsprechend kann ein Benutzer eines Verdichters 1 nach der vorliegenden Erfindung auf Abstand mit der Regeleinheit 7 Verbindung aufnehmen und Daten senden, wie beispielsweise und nicht darauf beschränkend: den vorbestimmten Stromgrenzwert, den ersten Stromgrenzwert, den zweiten Stromgrenzwert und den vorbestimmten Mindeststromgrenzwert, eine Höchst- und eine Mindestspannung, einen vorbestimmten Spannungsgrenzwert, einen vorbestimmten Mindestspannungsgrenzwert und eventuell zusätzliche Grenzwerte davon.
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Weiter kann sie Information betreffend eine Höchst- und Mindestdrehzahl des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 und des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 empfangen.
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In einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst der Verdichter 1 weiter einen Trockner 21, wobei der Trockner typischerweise einen dritten Motor (nicht dargestellt) und einen vierten Motor zum Antrieb eines Ventilators umfasst.
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Der dritte Motor und der vierte Motor sind bevorzugt jeder durch ein Halbleiterrelais 22 und 23 mit der Regeleinheit verbunden.
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Jedes Halbleiterrelais ist durch eine dreiphasige Verbindung mit jedem des dritten Motors und des vierten Motors verbunden. Der dritte und der vierte Motor werden durch die Regeleinheit 7 auf EIN/AUS-Weise geregelt.
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Verglichen mit bekannten Regeleinheiten bietet dies den Vorteil, dass die Regeleinheit 7 nach der vorliegenden Erfindung den Verdichter 1 langlebiger macht und dass die Wartungsmaßnahmen in längeren Zeitabständen vorgenommen werden können.
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In einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit 7 weiter eine Kommunikationsverbindung zu einem Temperatursensor 24, wobei dieser Temperatursensor 24 sich auf dem Niveau oder im Umkreis des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 befindet. Der Temperatursensor sendet eine gemessene Temperatur zu der Verarbeitungseinheit, wo sie mit einem Mindestschwellenwert und einem Höchstschwellenwert verglichen wird.
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Wenn die gemessene Temperatur gleich dem oder niedriger als der Mindestschwellenwert ist, so kann die Regeleinheit 7 den Verdichter 1 stoppen, oder die Regeleinheit kann das Benutzernetz 5 abkoppeln und den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 funktionierend halten, bis die gemessene Temperatur mindestens gleich dem Mindestschwellenwert ist, wobei in diesem Moment die Regeleinheit 7 das Benutzernetz 5 wieder verbindet.
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Wenn die gemessene Temperatur gleich dem oder höher als der Höchstschwellenwert ist, so kann die Regeleinheit den Verdichter 1 stoppen.
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Solche Maßnahmen schützen den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 vor dem Laufen auf hoher Belastung, während er auf einer sehr niedrigen Temperatur ist, und schützen ihn auch vor Überhitzung.
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Es versteht sich weiter, dass auch zusätzliche Temperaturschwellenwerte verwendet werden könnten, wobei die zusätzlichen Temperaturschwellenwerte zwischen dem Mindestschwellenwert und dem Höchstschwellenwert ausgewählt werden. Werden solche Schwellenwerte erreicht, so kann die Regeleinheit 7 die Drehzahl des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 erhöhen oder verringern, um die Temperatur zu regeln.
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In einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Regeleinheit 7 weiter eine interne Stromversorgung 25. Die interne Stromversorgung 25 erhält Strom von dem Gleichstrom-Bus und stellt dem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6, dem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 Strom zur Verfügung, weiter kann sie der Hauptregeleinheit den erforderlichen Strom zuführen, und eventuell anderen Komponenten des Verdichters 1, wie etwa Ventilen usw.
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Wenn die Regeleinheit 7 mehrere Leiterplatten (PCB) umfasst, wie in dem Beispiel von 2 dargestellt ist, so kann die Stromversorgung 25 den notwendigen Strom für jede der PCBs bereitstellen, durch die internen Zufuhren 25a und 25b.
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Es sollte nicht ausgeschlossen werden, dass auch andere Temperatursensoren vorgesehen sein können, wie beispielsweise, und nicht darauf beschränkend: ein Temperatursensor für jeden der Bipolartransistoren mit isolierter Steuerelektrode (IGBTs), ein Temperatursensor für die interne Stromversorgung 25, ein Temperatursensor für die PCB-Platte der Regeleinheit 7, sogar ein Umgebungstemperatursensor usw.
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Wenn die Temperatur der IGBTs gemessen wird, kann, sobald solche Temperatur einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, die Regeleinheit 7 die Drehzahl des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 und/oder des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 erhöhen oder verringern. Sie könnte die Frequenz oder das Drehmoment des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 und/oder des zweiten Motors mit variabler Drehzahlregelung 10 alternierend oder kumulativ erhöhen oder verringern, oder sie kann auch den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 und/oder den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 stoppen.
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Wenn ein Umgebungstemperatursensor vorgesehen ist, so kann, wenn die gemessene Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Umgebungsschwellenwert erreicht, die Regeleinheit 7 die Drehzahl des ersten Motors mit variabler Drehzahlregelung 6 verringern, um ihn vor Überhitzung zu schützen, oder kann solche Drehzahl erhöhen, um eine Mindesttemperatur in dem Verdichter 1 aufrechtzuerhalten.
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Weiter kann die Regeleinheit 7 auch einen Umgebungsfeuchtigkeitssensor umfassen. Die gemessene Umgebungsfeuchtigkeit kann zur Vermeidung von Kondensatbildung in einem oder mehreren der folgenden verwendet werden: dem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6, dem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10, und in der Regeleinheit 7. Folglich kann, wenn die gemessene Umgebungsfeuchtigkeit über einem Feuchtigkeitsgrenzwert liegt, die Regeleinheit den ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 und/oder den zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 laufen lassen, sodass deren Temperatur relativ hoch gehalten wird und sich kein Kondensat bilden kann.
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Zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Regeleinheit 7 auf sicheren Niveaus umfasst die Regeleinheit 7 weiter einen Kühlkörper (nicht dargestellt), einen ersten Ventilator 16 zur Erzeugung eines inneren Luftstroms in dem Gehäuse, und einen zweiten Ventilator 27, der an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, zum Kühlen des Kühlkörpers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung und diese nicht einschränkend befinden sich der Gleichrichter 11, der Gleichstromzwischenkreis mit dem Gleichstrom-Bus und die zwei Umrichter auf einer Leiterplatte.
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Durch die Annahme einer solchen Formgebung ist die Regeleinheit 7 nach der vorliegenden Erfindung noch kompakter, einfacher herzustellen und im Fall einer Beschädigung einfacher auszutauschen.
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Die Regeleinheit 7 nach der vorliegenden Erfindung verwirklicht nicht nur einen effizienten Schutz des Verdichters 1, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Komponenten des Verdichters 1.
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Zum weiteren Schutz umfasst die Regeleinheit 7 weiter eine Wechselstromdrossel und einen zwischen der Einlassregeleinheit angeschlossenen EMV(Elektromagnetische Verträglichkeits)-Filter 26, durch den die Regeleinheit 7 mit der Hauptstromleitung 12 des Benutzers und dem Gleichrichter 11 verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter einen Verdichter 1, umfassend eine Regeleinheit 7 nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Regeleinheit 7 mit einem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 6 verbunden ist, um ein Verdichterelement 2 anzutreiben, und weiter mit einem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 10 verbunden ist, um einen zum Kühlen des Verdichters eingerichteten Kühlventilator 9 anzutreiben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung verfügt der Verdichter 1 nicht über einen Relaisschaltschrank.
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Hierdurch ist der Verdichter 1 nach der vorliegenden Erfindung viel weniger komplex.
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Es sollte jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass die Regeleinheit 107 nach der vorliegenden Erfindung auch in einer Vakuumpumpe 101 vorgesehen sein kann, wie in 3 dargestellt.
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Wenn eine solche Regeleinheit 107 in einer Vakuumpumpe 101 vorgesehen ist, so wäre das System gleichartig wie für einen Verdichter 1, der einzige Unterschied wäre, dass der Gaseinlass 103 Gas vom Netz 105 eines Benutzers erhalten würde und der Vakuumauslass 104 an die Umgebung oder an ein externes Netz 111 angeschlossen wäre.
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Gleichartig zu dem Verdichter 1 von 1 umfasst die Vakuumpumpe 101 ein Vakuumelement 102, das von einem ersten Motor mit variabler Drehzahlregelung 106 angetrieben wird. Die Vakuumpumpe 101 umfasst weiter einen Temperatursensor 124.
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Weiter gleichartig umfasst die Vakuumpumpe 101 weiter einen Trockner 121 und einen Nachkühler 108, umfassend einen Ventilator 109, der von einem zweiten Motor mit variabler Drehzahlregelung 110 angetrieben wird.
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Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die als Beispiel beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr kann eine solche Regeleinheit 7 in allen Arten von Varianten verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
