EP4670268A1 - Verfahren zur bestimmung der motortemperatur und/oder umgebungstemperatur bei einer rotierenden maschine - Google Patents

Verfahren zur bestimmung der motortemperatur und/oder umgebungstemperatur bei einer rotierenden maschine

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Publication number
EP4670268A1
EP4670268A1 EP24708686.1A EP24708686A EP4670268A1 EP 4670268 A1 EP4670268 A1 EP 4670268A1 EP 24708686 A EP24708686 A EP 24708686A EP 4670268 A1 EP4670268 A1 EP 4670268A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
power module
temperature
current
ambient temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24708686.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus KRECKLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4670268A1 publication Critical patent/EP4670268A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/66—Controlling or determining the temperature of the rotor

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the motor temperature and/or ambient temperature in a rotating machine, comprising an electric motor for driving a rotating component of the machine and at least one power module for controlling/regulating the current consumption of the motor, wherein means are provided for detecting the operating temperature of the power module and for detecting the motor current, and cooling is provided for the power module and the motor, which generates a cooling effect for the motor and power module during operation, which depends on one another in a defined manner.
  • Monitoring the ambient temperature and the motor temperature of a rotating machine during operation is important in order to detect thermal overload situations of the motor in good time, as otherwise the machine is at risk of thermal destruction.
  • Sensors are usually installed on the machine for monitoring to directly measure the operating temperature of the motor and/or to measure the ambient temperature.
  • providing separate sensors for temperature detection not only increases the production and maintenance costs of the machine, but can also lead to an increase in the susceptibility to errors, as reliable monitoring is no longer possible if the sensors fail.
  • a sensorless approach to thermal monitoring of the drive system is already known in the pump sector.
  • a dynamic, i.e. operating point-dependent upper limit for the motor current is defined for the motor or electronics and monitored for compliance.
  • the machine is switched off or at least the motor power is reduced.
  • the upper limit is defined for a worst-case scenario, for example for the highest imaginable ambient temperature. However, this means that at lower ambient temperatures, thermal shutdown or power reduction occurs prematurely and the entire permissible operating range of the motor cannot be exploited.
  • the above method cannot detect the ambient temperature and cannot detect possible operation outside the permissible temperature range for the ambient temperature.
  • the motor current is understood to be the motor current present at the output of the power module and supplied to the motor.
  • the motor current measurement is preferably carried out in or on the power module.
  • the solution approach according to the invention is based on the premise that the motor current controlled or regulated by the power module corresponds to the motor current consumed by the electric motor and thus provides information on the current motor power.
  • the temperature value of the current operating temperature of the power module or motor that exceeds the ambient temperature (also referred to as heating or overtemperature of the power module or motor) is caused primarily by the losses that occur during operation with the associated heat development. The largest proportion is caused, at least when the machine is in proper condition, by the electrical power loss, the level of which depends primarily on the current motor current.
  • Another factor that influences the operating temperature of the motor and power module is any active cooling of the two components. Provided that the cooling effect generated for the power module on the one hand and the motor on the other hand depend on or correlate with each other in a defined way, a conclusion can be drawn about the current ambient temperature and the motor operating temperature based on the recorded operating temperature of the power module and the recorded motor current. Based on this knowledge, it is now possible to estimate sufficiently accurate temperature values for the ambient temperature and/or motor operating temperature.
  • the method preferably provides for determining the power module heating generated in the power component (power module overtemperature) on the basis of the recorded motor current.
  • the heat loss generated internally in the power module is caused primarily by the electrical power loss, so that the measured motor current is a suitable indicator of the heat loss generated in the power module and thus of the heating of the power module compared to the ambient temperature.
  • machine here includes not only the drive motor, but the entire system of the rotating work machine, i.e., for example, a hydraulic pump unit driven by the motor.
  • the ambient temperature can be calculated in the next step. For this purpose, it is assumed that the operating temperature of the power module corresponds to the sum of the ambient temperature and the generated power module heating. Since the operating temperature of the power module is also measured, the ambient temperature can be calculated by subtracting the estimated power module heating.
  • the motor heating generated in the motor is also determined on the basis of the recorded motor current. Since the motor current generated by the power module corresponds to the motor current absorbed by the stator, the waste heat generated in the motor by electrical losses and thus the temperature increase caused compared to the ambient temperature can also be determined here.
  • the mathematical relationship between motor current and generated heating is also determined in advance for the individual machine type. or the individual machine is determined and stored as a correlation equation in the control system.
  • both values can be determined from the measured values of the motor current and the operating temperature of the power module. Of course, it does not matter whether the ambient temperature was actually determined beforehand or whether the mathematical relationship between the recorded motor current and the operating temperature of the power module is used instead.
  • the correlation equations that the method uses correspond to a linear, time-invariant system, i.e. the power module heating and/or the motor heating develop in proportion to the motor current consumed.
  • the linear relationship must be determined individually for different machine types, ideally for each individual machine.
  • the thermal inertia of the power module and the motor will differ considerably. Against this background, it is therefore suggested that the time delay for calculating the motor operating temperature or motor heating is significantly greater than any time delay in calculating the ambient temperature or power module heating. Due to the size of the power module, the thermal inertia of the power module can also be neglected theoretically.
  • the time elements used are also determined individually for the machine or machine type in advance using a training procedure.
  • the training procedure mentioned is preferably carried out using at least one sensor for measuring the ambient temperature and one sensor for measuring the absolute engine operating temperature in order to be able to determine corresponding correlation equations and delay values on the basis of the measured values.
  • the training procedure is carried out at a high ambient temperature.
  • a high ambient temperature is, for example, a temperature in the upper limit range of the maximum permissible temperature operating range of the machine.
  • the training procedure is selected at an ambient temperature corresponding to the upper temperature limit of the permissible operating range of the machine.
  • the power module used is, for example, a semiconductor element for current control or current regulation, such as a semiconductor switch of an inverter, or the power module corresponds to the inverter module.
  • the power module can be a transistor module, in particular an IGBT module.
  • such a module already includes an integral temperature measurement or integral measurement of the output current to be controlled, so that the corresponding measured values can be tapped at the signal outputs of the module package.
  • the method design is particularly advantageous for machines which are characterized by a curve of the motor torque which is quadratic to the motor speed or by a curve of the electrical power which is cubic to the motor speed.
  • the estimated engine temperature can be compared with a limit value and, if this limit is exceeded, the engine power can be reduced or the machine can even stop completely.
  • the rotating machine can be a pump, particularly a centrifugal pump. Since pumps are characterized by a torque curve that is quadratic to the speed, ie a curve of electrical power consumption that is cubic to the speed, the application of the method leads to good estimation results, especially for pumps. In addition, a common cooling system for the power electronics and motor is often used for pumps, which is also dependent on the speed of the motor, which makes the estimation accuracy very high. Finally, the invention relates to a rotating machine, in particular a pump, particularly preferably a centrifugal pump, with an electric motor for driving a rotating component of the machine, in particular a pump impeller, and at least one power module for controlling or regulating the current consumption of the motor.
  • the machine also comprises means, in particular a sensor system, for detecting the operating temperature of the power module and for indirectly or directly measuring the motor current.
  • the machine is also equipped with a cooling system for cooling the power module and the motor.
  • the cooling powers actively generated for the line module and the motor during machine operation are dependent on one another.
  • the machine comprises a controller that is configured to carry out the method according to the invention. This results in the same advantages and properties for the machine as have already been explained above using the method according to the invention. For this reason, a repeated description is omitted.
  • Figure 1 a sectional view of a pump according to the invention
  • Figure 2 a flow chart of the method according to the invention using time-invariant correlation equations
  • FIG. 3 the embodiment according to Figure 2 with modification to
  • Figure 4 a diagram illustrating the correlation between
  • Figure 5 a diagram illustrating the correlation between
  • Figure 6 a diagram illustrating the power consumption of a
  • Figure 7 A diagram illustrating the correlation between motor current and loss-related motor heating.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the pump drive of a centrifugal pump. For simplicity, the hydraulic part of the pump is not shown.
  • the electric motor 20 with the driven motor shaft 21 is visible.
  • An electronics housing 10 is located on the circumference of the motor housing 22, which includes, among other things, the power electronics 11 of the frequency converter for controlling/regulating the electric motor 20.
  • the power electronics 11 include at least one transistor module (e.g. an IGBT module) for implementing an inverter of the frequency converter.
  • the transistor module corresponds to the electronic power component as claimed.
  • Both the motor 20 and the power electronics 11 within the electronics housing 10 are cooled by air cooling.
  • a fan wheel 30 is mounted on the shaft 21, which generates a cooling air flow 31 that flows circumferentially around the motor housing 22. This not only cools the motor housing 22 and thus the motor 20, but also flows past the heat-conducting underside of the electronics housing 10, so that sufficient heat dissipation of the waste heat generated by the power electronics 11, in particular by the transistor module, in the electronics housing 10 is ensured.
  • the operating temperature of the motor 20 is continuously monitored during pump operation.
  • the ambient temperature is also continuously monitored to avoid pump operation during impermissible external conditions.
  • a separate sensor system for measuring these variables is not used, but instead the method according to the invention is implemented within the pump control, which estimates the motor operating temperature and the ambient temperature using correlations based on the operating temperature of the power module, hereinafter referred to as transistor temperature, and the set motor current, hereinafter referred to as transistor current, of the installed IGBT module in the electronics housing 10.
  • the result of the estimate is independent of the operating point and external influences (ambient temperature, load, various disturbances).
  • IGBT modules Commercially available transistor modules (IGBT modules or similar) have an integral temperature sensor that measures the temperature in the transistor and protects it from overheating. Such modules are also already equipped with an integrated current measurement. The measured values are therefore already available on the assigned signal outputs of the modules in commercially available transistor modules.
  • the transistor temperature is the sum of the ambient temperature and the transistor overtemperature.
  • transistor overtemperature refers to the heating compared to the ambient temperature caused by losses in the power component or transistor module.
  • the motor temperature is the sum of the ambient temperature and the motor overtemperature.
  • the motor overtemperature is understood to mean the temperature increase in the motor due to losses compared to the ambient temperature.
  • the motor current absorbed by the stator corresponds to the transistor current.
  • the motor overtemperature can be described as a function of the transistor current.
  • the motor temperature can therefore be estimated based on the transistor current and transistor temperature.
  • the ambient temperature can also be estimated.
  • the basic process sequence is shown in Figure 2.
  • the current transistor temperature and the current transistor current are tapped at the signal output of the IGBT module (blocks 40, 41). Based on these two direct measured values, the transistor overtemperature can then be estimated using the aforementioned correlation equation A (block 42), which is then used for further The process execution is kept ready for calculating the motor operating temperature (block 43).
  • the motor overtemperature (block 44) can then be estimated using the correlation equation B, the transistor overtemperature and the measured transistor current, and the motor temperature can be calculated based on this.
  • the motor temperature is then output or used for monitoring, e.g. against a permissible limit value (block 46).
  • the ambient temperature can be calculated by subtracting the transistor overtemperature from the measured transistor temperature (block 42) and fed to a subsequent output or monitoring (block 47).
  • the method according to the invention therefore estimates the motor temperature independently of the ambient temperature.
  • the motor 20 and optionally also the power electronics can thus be fully utilized over the entire operating range. Ambient temperatures above the permissible temperature range are detected and the drive system can be protected.
  • the method is independent of the losses in the bearing and the impeller. Deviations in the bearing friction result, for example, in a change in the transistor current, which in turn leads to a change in the motor temperature.
  • the method described above always assumes a thermally steady state. In practice, however, the motor 20 and power electronics 11 must run for a longer period of time at a defined operating point until the two components 11, 20 actually assume the correlated temperatures. This is due to the thermal inertia of the materials used, whereby the inertia of the motor 20 is of course significantly greater than the thermal inertia of the transistor module.
  • the estimated temperature value may be too high, especially if the current consumption increases only briefly. In this case, the permissible working range of the machine may not be fully exploited if premature shutdown or power reduction occurs.
  • the utilization can be further optimized if the estimated motor temperature is compensated in time.
  • This modification is shown in Figure 3.
  • the flow chart corresponds to the design according to Figure 2, but here, when estimating the transistor overtemperature using correlation equation A, an additional timer 48 was introduced, which reflects the increase in the transistor overtemperature delayed by the increasing transistor current. Similarly, such a timer 49 is inserted when calculating the motor overtemperature based on correlation equation B in order to compensate for the thermal inertia of the motor.
  • the timer 49 is characterized by a significantly longer delay compared to the timer 48.
  • the determination of the correlation equations A, B and the time elements must be determined in advance by measurement, whereby for such a training procedure, preferably at high ambient temperatures, an external sensor is used to record the absolute motor operating temperature and the ambient temperature.
  • the other optionally required variables are already present in the drive control (motor current and motor speed) and can be determined by measurement (thermal time constants of the motor and power electronics).
  • the temperature estimation carried out using the method offers sufficient protection against possible overheating of the motor even in the event of a partial defect in the cooling system. If the function of the cooling system is impaired, e.g. due to contamination or a partial defect in the fan, this is reflected in a reduced cooling performance for the IGBT and motor, which causes the temperature in the motor and the IGBT to physically rise.
  • the method determines the ambient temperature based on correlation A between the IGBT temperature and the IGBT current, which is estimated to be too high due to the higher measured value for the measured temperature in the IGBT. Based on this, the result is then, at least in the case of highly efficient motors, an estimated motor temperature (correlation B) that is higher than the actual physical motor temperature.
  • correlation B estimated motor temperature

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Motortemperatur und/oder Umgebungstemperatur bei einer rotierenden Maschine, umfassend einen elektrischen Motor sowie wenigstens einen Leistungsbaustein zur Steuerung/Regelung der Stromaufnahme des Motors, wobei Mittel zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins und zur Erfassung des Motorstroms vorgesehen sind und eine Kühlung für den Leistungsbaustein und den Motor vorgesehen ist, deren im Betrieb erzeugte Kühlwirkungen in definierter Weise voneinander abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass die Motortemperatur und/oder die Umgebungstemperatur auf Grundlage der erfassten Betriebstemperatur des Leistungsbausteins und des erfassten Motorstroms geschätzt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Bestimmung der Motortemperatur und/oder Umgebungstemperatur bei einer rotierenden Maschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Motortemperatur und/oder Umgebungstemperatur bei einer rotierenden Maschine, umfassend einen elektrischen Motor zum Antrieb eines rotierenden Bauteils der Maschine sowie wenigstens einen Leistungsbaustein zur Steuerung/Regelung der Stromaufnahme des Motors, wobei Mittel zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins und zur Erfassung des Motorstroms vorgesehen sind, und eine Kühlung für den Leistungsbaustein und den Motor vorgesehen ist, die im Betrieb eine Kühlwirkung für Motor und Leistungsbaustein erzeugt, die in definierter Weise voneinander abhängt.
Die Überwachung der Umgebungstemperatur sowie der Motortemperatur einer rotierenden Maschine im laufenden Betrieb ist wichtig, um unter anderem thermische Überlastsituationen des Motors rechtzeitig zu erkennen, da ansonsten eine thermische Zerstörung der Maschine droht. Üblicherweise werden für die Überwachung Sensoren zur direkten Messung der Betriebstemperatur des Motors und/oder zur Messung der Umgebungstemperatur an der Maschine verbaut. Das Vorsehen gesonderter Sensoren für die Temperaturerfassung erhöht jedoch nicht nur die Produktions- und Wartungskosten der Maschine, sondern kann auch zu einem Anstieg der Fehleranfälligkeit führen, da bei einem Ausfall der Sensorik keine zuverlässige Überwachung mehr möglich ist. Ein sensorloser Ansatz zur thermischen Überwachung des Antriebssystems ist bereits im Pumpenbereich bekannt. Hier wird für den Motor bzw. die Elektronik eine dynamische, d.h. betriebspunktabhängige Obergrenze für den Motorstrom definiert und auf Einhaltung überwacht. Übersteigt der aktuell aufgenommene Motorstrom des Motors diese Obergrenze, kommt es zur Abschaltung der Maschine oder zumindest zur Reduktion der Motorleistung. Die Obergrenze wird dabei aus Sicherheitsgründen für ein Worst-Case Szenario definiert, so zum Beispiel für die höchste erdenkliche Umgebungstemperatur. Dies hat jedoch zur Folge, dass es bei niedrigeren Umgebungstemperaturen zu einer verfrühten thermischen Abschaltung bzw. Leistungsreduktion kommt und nicht der gesamte zulässige Betriebsbereich des Motors ausgeschöpft werden kann.
Darüber hinaus kann mit der vorstehenden Methode die Umgebungstemperatur nicht erfasst und ein möglicher Betrieb außerhalb des zulässigen Temperaturbereichs für die Umgebungstemperatur erst gar nicht erkannt werden.
Ausgehend von den vorstehenden Überlegungen ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Überwachung bzw. Bestimmung der Motortemperatur bzw. der Umgebungstemperatur ohne gesonderte Sensorik aufzufinden, die die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden weiß.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Motortemperatur und/oder die Umgebungstemperatur der Maschine auf Grundlage der erfassten Betriebstemperatur des elektronischen Leistungsbausteins und des erfassten Motorstroms zu schätzen. Als Motorstrom wird der am Ausgang des Leistungsbausteins vorliegende und dem Motor zugeführte Motorstrom verstanden. Die Motorstrommessung erfolgt bevorzugt im oder am Leistungsbaustein. Der erfindungsgemäße Lösungsansatz basiert auf der Prämisse, dass der von dem Leistungsbaustein gesteuerte bzw. eingeregelte Motorstrom dem vom Elektromotor aufgenommenen Motorstrom entspricht und damit Informationen zur aktuellen Motorleistung liefert. Unter der Annahme, dass sowohl der Motor als auch der Leistungsbaustein mindestens eine Temperatur gemäß der Umgebungstemperatur annehmen, so wird der über die Umgebungstemperatur hinausgehende Temperaturwert der aktuellen Betriebstemperatur des Leistungsbausteins bzw. des Motors (auch als Erwärmung bzw. Übertemperatur des Leistungsbausteins bzw. des Motors bezeichnet) maßgeblich durch die im Betrieb auftretenden Verluste mit einhergehender Wärmeentwicklung verursacht. Der größte Anteil wird, zumindest bei ordnungsgemäßem Zustand der Maschine, durch die elektrische Verlustleistung verursacht, deren Höhe maßgeblich vom aktuellen Motorstrom abhängt.
Ein weiterer, die Betriebstemperatur von Motor und Leistungsbaustein beeinflussender Faktor ist eine etwaige aktive Kühlung der beiden Komponenten. Unter der Voraussetzung, dass die erzeugte Kühlwirkung für den Leistungsbaustein einerseits und den Motor andererseits in definierter Art voneinander abhängen bzw. miteinander korrelieren, kann auf Grundlage der erfassten Betriebstemperatur des Leistungsbausteins sowie des erfassten Motorstroms ein Rückschluss auf die vorliegende Umgebungstemperatur als auch auf die Motorbetriebstemperatur angestellt werden. Auf Basis dieser Erkenntnis ist es nun möglich, hinreichend genaue Temperaturwerte für die Umgebungstemperatur und/oder Motorbetriebstemperatur zu schätzen.
Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass es unabhängig von der vorliegenden Umgebungstemperatur sowie dem aktuellen Betriebspunkt der rotierenden Maschine ist. Dies macht eine stabile und zuverlässige Temperaturschätzung im gesamten zulässigen Betriebsbereich der Maschine möglich, die Nachteile des Standes der Technik werden vermieden. In Summe lässt sich die Maschine und insbesondere der elektrische Antrieb unter Ausnutzung des gesamten thermischen Betriebsbereichs betreiben und sicher überwachen. Bevorzugt sieht das Verfahren vor, auf Grundlage des erfassten Motorstroms die im Leistungsbauteil generierte Leistungsbaustein-Erwärmung (Leistungsbaustein- Übertemperatur) zu bestimmen. Wie bereits vorstehend erläutert wurde, wird die intern im Leistungsbaustein erzeugte Verlustwärme maßgeblich durch die elektrische Verlustleistung hervorgerufen, sodass der gemessene Motorstrom ein geeigneter Gradmesser für die generierte Verlustwärme im Leistungsbaustein und damit für die hervorgerufene Erwärmung des Leistungsbausteins gegenüber der Umgebungstemperatur ist. Dieser Zusammenhang lässt sich mathematisch definieren, insbesondere auf Grundlage einer vorab definierten Korrelationsgleichung. Da die konkrete Korrelation von der spezifischen Bauart der Maschine und Materialauswahl abhängig ist, muss diese für jeden Maschinentyp oder idealerweise für jede einzelne Maschine vorab durch eine Trainingsprozedur ermittelt werden. Unter den Begriff der Maschine fällt hierbei nicht nur der Antriebsmotor, sondern das Gesamtsystem der rotierenden Arbeitsmaschine, d.h. bspw. auch eine durch den Motor anzutreibende hydraulische Pumpeneinheit.
Wurde die Leistungsbaustein-Erwärmung auf Grundlage des Motorstroms ermittelt, so kann im nächsten Schritt die Umgebungstemperatur berechnet werden. Hierfür wird davon ausgegangen, dass die Betriebstemperatur des Leistungsbausteins der Summe aus Umgebungstemperatur und generierter Leistungsbaustein-Erwärmung entspricht. Da die Betriebstemperatur des Leistungsbausteins ebenfalls gemessen wird, kann durch Abzug der geschätzten Leistungsbaustein-Erwärmung die Umgebungstemperatur berechnet werden.
Gemäß weiterer bevorzugter Vorgehensweise wird die im Motor erzeugte Motor- Erwärmung ebenfalls auf Grundlage des erfassten Motorstroms ermittelt. Da der durch den Leistungsbaustein erzeugte Motorstrom dem vom Stator aufgenommenen Motorstrom entspricht, kann auch hier die durch elektrische Verluste erzeugte Abwärme im Motor und damit die gegenüber der Umgebungstemperatur bewirkte Temperaturzunahme bestimmt werden. Der mathematische Zusammenhang zwischen Motorstrom und generierter Erwärmung wird auch hier vorab für den individuellen Maschinentyp oder die individuelle Maschine ermittelt und als Korrelationsgleichung in der Steuerung hinterlegt.
Für die Berechnung der Motorbetriebstemperatur wird bevorzugt angenommen, dass diese der Summe aus der Umgebungstemperatur und der Motor-Erwärmung entspricht. Beide Größen lassen sich, wie bereits vorstehend ausgeführt, aus den Messwerten Motorstrom und Betriebstemperatur des Leistungsbausteins bestimmen. Es spielt natürlich keine Rolle, ob die Umgebungstemperatur zuvor tatsächlich bestimmt wurde oder stattdessen der mathematische Zusammenhang zwischen erfasstem Motorstrom und Betriebstemperatur des Leistungsbausteins verwendet wird.
Die Korrelationsgleichungen, auf die das Verfahren zurückgreift, entsprechen im einfachsten Fall einem linearen, zeitinvarianten System, d.h. die Leistungsbaustein- Erwärmung und/oder die Motor-Erwärmung entwickeln sich jeweils proportional zum aufgenommenen Motorstrom. Der lineare Zusammenhang ist für unterschiedliche Maschinentypen, idealerweise für jede einzelne Maschine, individuell zu bestimmen.
Die Annahme der Zeitinvarianz spiegelt die Realität jedoch erfahrungsgemäß nur unzureichend wieder und stellt stattdessen eine Vereinfachung dar. In der Praxis wird sich die Betriebstemperatur bzw. Erwärmung des Leistungsbausteins und/oder des Motors jedoch nicht synchron mit dem Motorstrom ändern, sondern aufgrund der spezifischen Wärmekapazität der verbauten Werkstoffe kommt es hier zu einer zeitlichen Verzögerung. Da es bei der vorstehend beschriebenen Vereinfachung zu einer frühzeitigen, ungewollten Abschaltung der Maschine oder einem sonstigen Steuereingriff kommen kann, insbesondere im Fall einer nur kurzeitigen Stromerhöhung oder Schwankung, ist es stattdessen bevorzugt, auch die thermische Trägheit der Bauteile entsprechend zu berücksichtigen. Bevorzugt wird daher vorgeschlagen, die entsprechenden Korrelationsgleichungen mit einem passenden Zeitglied zu ergänzen, um die thermische Trägheit des Leistungsbausteins sowie des Motors angemessen abbilden zu können. In der Regel wird sich die thermische Trägheit von Leistungsbaustein und Motor erheblich unterscheiden. Vor diesem Hintergrund wird daher vorgeschlagen, das die zeitliche Verzögerung für die Berechnung der Motorbetriebstemperatur bzw. der Motor- Erwärmung deutlich größer bemessen wird als eine etwaige Zeitverzögerung bei der Berechnung der Umgebungstemperatur bzw. der Leistungsbaustein-Erwärmung. Aufgrund der Baugröße des Leistungsbausteins kann die thermische Trägheit beim Leistungsbaustein auch theoretisch vernachlässigt werden. Auch die verwendeten Zeitglieder werden Maschinen oder Maschinentypabhängig individuell vorab per Trainingsprozedur ermittelt.
Die angesprochene Trainingsprozedur wird bevorzugt unter Verwendung wenigstens eines Sensors für die Messung der Umgebungstemperatur sowie eines Sensors für die Messung der absoluten Motorbetriebstemperatur vorgenommen, um auf Grundlage der gemessenen Werte entsprechende Korrelationsgleichungen und Verzögerungswerte bestimmen zu können. Idealerweise wird die Trainingsprozedur unter einer hohen Umgebungstemperatur ausgeführt. Als hohe Umgebungstemperatur gilt beispielsweise eine Temperatur im oberen Grenzbereich des maximal zulässigen Temperaturbetriebsbereichs der Maschine. Idealerweise wird die Trainingsprozedur bei einer Umgebungstemperatur entsprechend dem oberen Temperaturgrenzwert des zulässigen Betriebsbereichs der Maschine gewählt.
Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, stellt es eine wesentliche Voraussetzung für die Verfahrensausführung dar, dass eine aktive Kühlung des Leistungsbausteins sowie des Motors in definierter Weise voneinander abhängt. Damit kann angenommen werden, dass der Einfluss der aktiven Kühlung auf die Betriebstemperatur des Leistungsbausteins sowie des Motors betriebspunktabhängig gleich bzw. zumindest vorhersagbar ist. Konstruktiv ist diese Voraussetzung bspw. dann erfüllt, wenn die aktive Kühlung des Leistungsbausteins und des Motors durch ein gemeinsames Kühlsystem bereitgestellt wird. Bspw. für den Fall einer Luftkühlung wird ein Kühlstrom durch einen gemeinsamen Lüfter erzeugt, wobei die Kühlluftströme idealerweise parallel verlaufen. Bei dem gemeinsamen Lüfter kann es sich um einen extern angetriebenen Lüfter handeln. Im Idealfall wird das Lüfterrad jedoch durch den Motor selbst angetrieben, insbesondere sitzt das Lüfterrad auf der Motorwelle. Dadurch hängt die Kühlleistung von der Motordrehzahl ab.
Bei dem eingesetzten Leistungsbaustein handelt es sich beispielsweise um ein Halbleiterelement für die Stromsteuerung bzw. Stromregelung, so beispielsweise um einen Halbleiterschalter eines Inverters bzw. der Leistungsbaustein entspricht dem Inverter-Baustein. Der Leistungsbaustein kann ein Transistormodul, insbesondere ein IGBT-Modul sein. Idealerweise umfasst ein solches Modul bereits eine integrale Temperaturmessung bzw. integrale Messung des zu steuernden Ausgangsstromes, sodass die entsprechenden Messwerte an Signalausgängen des Modulpackages abgegriffen werden können.
Die Verfahrensausführung ist insbesondere für derartige Maschinen vorteilhaft, die sich durch einen zur Motordrehzahl quadratischen Verlauf des Motordrehmomentes bzw. durch einen zur Motordrehzahl kubischen Verlauf der elektrischen Leistung auszeichnen.
Für die Überwachung der Motortemperatur kann vorgesehen sein, dass die geschätzte Motortemperatur gegen einen Grenzwert verglichen und bei Überschreiten eine Leistungsreduktion des Motors bis hin zum vollständigen Maschinenstopp ausgeführt wird.
Bei der rotierenden Maschine kann es sich um eine Pumpe, insbesondere eine Kreiselpumpe handeln. Da sich gerade Pumpen durch einen zur Drehzahl quadratischen Verlauf des Drehmomentes, d.h. einen zur Drehzahl kubischen Verlauf der elektrischen Leistungsaufnahme auszeichnen, führt die Verfahrensanwendung gerade bei Pumpen zu guten Schätzergebnissen. Darüber hinaus wird bei Pumpen oftmals ein gemeinsames Kühlsystem für Leistungselektronik und Motor eingesetzt, das noch dazu abhängig von der gefahrenen Drehzahl des Motors ist, wodurch die Schätzgenauigkeit sehr hoch ist. Zuletzt betrifft die Erfindung noch eine rotierende Maschine, insbesondere eine Pumpe, besonders bevorzugt eine Kreiselpumpe, mit einem elektrischen Motor zum Antrieb eines rotierenden Bauteils der Maschine, insbesondere eines Pumpenlaufrades, sowie wenigstens einem Leistungsbaustein zur Steuerung bzw. Regelung der Stromaufnahme des Motors. Die Maschine umfasst ferner Mittel, insbesondere eine Sensorik zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins und zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung des Motorstroms. Die Maschine ist weiterhin mit einem Kühlsystem zur Kühlung des Leistungsbausteins und des Motors ausgestattet. Die im Maschinenbetrieb aktiv erzeugte Kühlleistungen für Leitungsbaustein und Motor sind abhängig voneinander. Erfindungsgemäß umfasst die Maschine eine Steuerung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist. Damit ergeben sich für die Maschine dieselben Vorteile und Eigenschaften, wie sie bereits vorstehend anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 : eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe,
Figur 2: ein Ablaufdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung zeitinvarianter Korrelationsgleichungen,
Figur 3: das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 mit Modifikation zur
Berücksichtigung der thermischen Trägheit,
Figur 4: eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der Korrelation zwischen
Motorstrom und Erwärmung des Leistungsbausteins,
Figur 5: eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der Korrelation zwischen
Motor-Erwärmung und Leistungsbaustein-Erwärmung, Figur 6: eine Diagramdarstellung zur Verdeutlichung der Leistungsaufnahme einer
Pumpe abhängig von der vorliegenden Drehzahl und
Figur 7: eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der Korrelation zwischen dem Motorstrom und der verlustbedingten Motor-Erwärmung.
Die Erfindung soll nachfolgend exemplarisch anhand einer rotierenden Maschine in Form einer Kreiselpumpe näher beschrieben werden. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Pumpenantrieb einer Kreiselpumpe. Zur Vereinfachung ist der hydraulische Teil der Pumpe nicht dargestellt. Ersichtlich ist der Elektromotor 20 mit der angetriebenen Motorwelle 21. Umfangsseitig am Motorgehäuse 22 sitzt ein Elektronikgehäuse 10, das unter anderem die Leistungselektronik 11 des Frequenzumrichters zur Steuerung/Regelung des Elektromotors 20 umfasst. Die Leistungselektronik 11 umfasst wenigstens ein Transistor-Modul (bspw. ein IGBT-Modul) zur Realisierung eines Inverters des Frequenzumrichters. Das Transistor-Modul entspricht dem anspruchsgemäßen elektronischen Leistungsbaustein.
Sowohl Motor 20 als auch die Leistungselektronik 11 innerhalb des Elektronikgehäuses 10 werden durch eine Luftkühlung gekühlt. Zur Luftstromerzeugung ist ein Lüfterrad 30 auf der Welle 21 montiert, das einen umfangseitig um das Motorgehäuse 22 strömenden Kühlluftstrom 31 erzeugt. Dieser kühlt nicht nur das Motorgehäuse 22 und damit den Motor 20, sondern strömt auch an der wärmeleitenden Unterseite des Elektronikgehäuses 10 vorbei, so dass ein ausreichender Wärmeabtrag der durch die Leistungselektronik 11 , insbesondere durch das Transistor-Modul, generierten Verlustwärme im Elektronikgehäuse 10 sichergestellt ist.
Zur Vermeidung einer thermischen Überlastung des Motors 20 wird die Betriebstemperatur des Motors 20 im laufenden Pumpenbetrieb kontinuierlich überwacht. Außerdem erfolgt auch eine laufende Überwachung der Umgebungstemperatur, um einen Pumpenbetrieb während unzulässiger äußerer Bedingungen zu vermeiden. Zur Überwachung der Betriebstemperatur des Motors 20 sowie der Umgebungstemperatur wird jedoch auf eine gesonderte Sensorik zur Messung dieser Größen verzichtet, sondern innerhalb der Pumpensteuerung ist stattdessen das erfindungsgemäße Verfahren implementiert, das unter Verwendung von Korrelationen basierend auf der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins, im Folgenden Transistor- Temperatur, und dem eingestellten Motorstrom, im Folgenden Transistor-Strom, des verbauten IGBT-Moduls im Elektronikgehäuse 10 die Motorbetriebstemperatur sowie die Umgebungstemperatur schätzt. Das Ergebnis der Schätzung ist unabhängig von dem Betriebspunkt und äußeren Einflüssen (Umgebungstemperatur, Last, diverse Störgrößen).
Marktübliche Transistor-Module (IGBT-Module o.ä.) besitzen einen integralen Temperatursensor, der die Temperatur im Transistor misst und diesen vor Überhitzung schützt. Ebenso sind derartige Module bereits mit einer integrierten Strommessung ausgestattet. Die Messwerte liegen daher bei handelsüblichen Transistor-Modulen bereits an zugeordneten Signalausgängen der Module vor.
Allgemein gilt folgender Zusammenhang für die Schätzung unter Verwendung des Verfahrens, auch als thermische Korrelationsmethode bezeichnet:
• Die Transistor-Temperatur ergibt sich aus der Summe von Umgebungstemperatur und Transistor-Übertemperatur. Als Transistor-Übertemperatur wird im Folgenden die durch Verluste im Leistungsbaustein bzw. Transistor-Modul bewirkte Erwärmung gegenüber der Umgebungstemperatur bezeichnet.
• Die Motortemperatur ergibt sich aus der Summe von Umgebungstemperatur und Motor-Ubertemperatur. Als Motor-Ubertemperatur wird im Folgenden die im Motor durch Verluste erzeugte Temperaturerwärmung gegenüber der Umgebungstemperatur verstanden.
• Durch die direkte elektrische Verbindung von Leistungselektronik und Motor entspricht der vom Stator aufgenommene Motorstrom dem Transistorstrom.
• Der Transistorstrom sorgt für die größten Verluste im Transistor und somit für den größten Anstieg der Transistor-Übertemperatur. Gleiches gilt für Motorstrom und Motor-Ubertemperatur. Auf dieser Grundlage nutz die Erfindung die folgenden Korrelationen aus, die für den gesamten Arbeitsbereich der Pumpe gelten:
• Korrelation A): Die Transistor-Übertemperatur ist direkt abhängig von dem Transistorstrom und beide korrelieren im gesamten Arbeitsbereich. Verdeutlich ist dies in Figur 4, wonach die Transistor-Übertemperatur einen näherungsweise linearen (proportionalen) Anstieg mit zunehmenden Transistorstrom zeigt.
• Korrelation B) Durch das gemeinsame Kühlsystem und den Transistor- bzw. Motorstrom als gemeinsame Hauptverlustquelle korrelieren die Übertemperaturen von Motor und Transistor (siehe Figur 5). Auch hier ist näherungsweise ein linearer Zusammenhang erkennbar.
• Die beiden oben genannten Korrelation A und B gelten für den gesamten Arbeitsbereich der Pumpe, was sich anhand Figur 6 entnehmen lässt, die exemplarisch den Drehmomentverlauf über der gefahrenen Drehzahl des Motors wiedergibt. Die Diagrammdarstellung zeigt insbesondere die Charakteristik für Pumpenanwendungen, bei diesen die Leistungsaufnahme üblicherweise quadratisch mit der Drehzahl ansteigt.
Aus den vorgenannten Korrelationen A) und B) lassen sich folgende Werte entnehmen:
• Auf Basis beider Korrelationen A), B) lässt sich die Motor-Übertemperatur in Abhängigkeit des Transistorstroms beschreiben. Somit kann auf Basis von Transistorstrom und Transistor-Temperatur die Motortemperatur geschätzt werden.
• Auf Basis von Korrelation A kann zudem die Umgebungstemperatur geschätzt werden.
Der grundsätzliche Verfahrensablauf ist in Figur 2 dargestellt. Im laufenden Betrieb werden am Signalausgang des IGBT-Moduls die aktuelle Transistortemperatur sowie der aktuelle Transistorstrom abgegriffen (Blöcke 40, 41 ). Auf Grundlage dieser beiden direkten Messwerte kann dann mittels der vorgenannten Korrelationsgleichung A (Block 42) die Transistor-Übertemperatur geschätzt werden, die dann für die weitere Verfahrensausführung zur Berechnung der Motorbetriebstemperatur bereitgehalten wird (Block 43). Im Anschluss kann unter Verwendung der Korrelationsgleichung B, der Transistor-Übertemperatur und dem gemessenen Transistorstrom die Motor-Über- temperatur (Block 44) geschätzt und darauf aufbauend die Motortemperatur berechnet werden. Die Motortemperatur wird dann ausgegeben bzw. für die Überwachung, bspw. gegen einen zulässigen Grenzwert, weiterverwendet (Block 46).
Gleichzeitig kann durch Subtraktion der Transistor-Übertemperatur von der gemessenen Transistor-Temperatur die Umgebungstemperatur berechnet werden (Block 42) und einer nachfolgenden Ausgabe oder Überwachung zugeführt werden (Block 47).
Das erfindungsgemäße Verfahren schätzt also die Motortemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur. Der Motor 20 und optional auch die Leistungselektronik können somit im gesamten Betriebsbereich voll ausgenutzt werden. Umgebungstemperaturen über dem zulässigen Temperaturbereich werden erkannt und das Antriebssystem kann geschützt werden. Zudem ist das Verfahren unabhängig von den Verlusten im Lager und im Laufrad. Abweichungen in der Lagerreibung haben z.B. eine Änderung des Transistorstroms zur Folge, was wiederum zu einer Änderung der Motortemperatur führt. Das vorbeschriebene Verfahren geht jedoch stets von einem thermisch eingeschwungenen Zustand aus. In der Praxis müssen Motor 20 und Leistungselektronik 11 jedoch längere Zeit in einem definierten Betriebspunkt laufen, bis die beiden Komponenten 11 , 20 die korrelierten Temperaturen tatsächlich annehmen. Bedingt ist dies durch die thermische Trägheit der verbauten Materialen, wobei die Trägheit des Motors 20 natürlich deutlich größer ist als die thermische Trägheit des Transistormoduls.
Bleibt die thermische Trägheit unberücksichtigt, kann der geschätzte Temperaturwert zu hoch liegen, insbesondere wenn die Stromaufnahme nur kurzzeitig ansteigt. In diesem Fall lässt sich der zulässige Arbeitsbereich der Maschine gegebenenfalls nicht vollständig ausnutzen, wenn es zu einem verfrühten Abschalten oder einer Leistungsreduktion kommt. Die Ausnutzung lässt sich jedoch weiter optimieren, wenn die geschätzte Motortemperatur zeitlich kompensiert wird. Diese Modifikation ist in Figur 3 gezeigt. Das Ablaufdiagramm entspricht der Ausführung gemäß Figur 2, allerdings wurde hier bei der Schätzung der Transistor-Übertemperatur mittels Korrelationsgleichung A zusätzlich noch ein Zeitglied 48 eingebracht, das den zum anwachsenden Transistorstrom verzögerten Anstieg der Transistor-Übertemperatur reflektiert. Analog wird ein solches Zeitglied 49 bei der Berechnung der Motor-Übertemperatur ausgehend von Korrelationsgleichung B eingefügt, um die thermische Trägheit des Motors zu kompensieren. Dabei zeichnet sich das Zeitglied 49 durch eine deutlich größere Verzögerung gegenüber dem Zeitglied 48 aus.
Die Bestimmung der Korrelationsgleichungen A, B sowie der Zeitglieder muss vorab messtechnisch ermittelt werden, wobei für eine solche Trainingsprozedur, bevorzugt bei hoher Umgebungstemperatur, eine externe Sensorik für die Erfassung der absoluten Motorbetriebstemperatur sowie der Umgebungstemperatur eingesetzt wird. Die weiteren, optional benötigten Größen sind bereits in der Regelung des Antriebs vorhanden (Motorstrom und Motordrehzahl) und können messtechnisch ermittelt werden (thermische Zeitkonstanten Motor und Leistungselektronik).
Die mittels des Verfahrens ausgeführte Temperaturschätzung bietet auch im Fall eines Teildefektes des Kühlsystems ausreichend Schutz vor einer möglichen Überhitzung des Motors. Ist die Funktion des Kühlsystems beeinträchtigt, bspw. durch eine Verschmutzung oder einen Teildefekt des Lüfters, äußert sich dies in einer geminderten Kühlleistung für IGBT und Motor, wodurch die Temperatur im Motor und im IGBT physikalisch ansteigt. Die Methode bestimmt im ersten Schritt auf Basis von Korrelation A zwischen IGBT-Temperatur und IGBT-Strom die Umgebungstemperatur, welche aufgrund des höheren Messwertes für den Messwert der Temperatur im IGBT zu hoch geschätzt wird. Basierend darauf wird dann im Ergebnis, zumindest bei hocheffizienten Motoren, eine Motortemperatur geschätzt (Korrelation B), welche höher ist als die physikalisch tatsächlich vorliegende Motortemperatur. Die thermische Korrelationsmethode ist somit sicher, da sie im Fehlerfall eine zu hohe Motortemperatur schätzt.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Bestimmung der Motortemperatur und/oder Umgebungstemperatur bei einer rotierenden Maschine
1. Verfahren zur Bestimmung der Motortemperatur und/oder Umgebungstemperatur bei einer rotierenden Maschine, umfassend einen elektrischen Motor (20) sowie wenigstens einen elektronischen Leistungsbaustein (11 ) zur Steuerung/Regelung der Stromaufnahme des Motors (20), wobei Mittel zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins und zur Erfassung des Motorstroms vorgesehen sind und eine Kühlung (30) für den Leistungsbaustein (11 ) und den Motor (20) vorgesehen ist, die im Betrieb eine Kühlwirkung für Motor (20) und Leistungsbaustein (11 ) erzeugt, die in definierter Weise voneinander abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Motortemperatur und/oder die Umgebungstemperatur auf Grundlage der erfassten Betriebstemperatur des Leistungsbausteins (11 ) und des erfassten Motorstroms geschätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage des erfassten Motorstroms die durch elektrische Verluste im Leistungsbaustein (11) hervorgerufene Leistungsbaustein-Erwärmung bestimmt wird, insbesondere auf Grundlage einer vorab ermittelten Korrelationsgleichung.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur auf Basis der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins (11 ) abzüglich der für den Leistungsbaustein (11 ) ermittelten Leistungsbaustein- Erwärmung bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Motor (20) durch elektrische Verluste des Motors (20) hervorgerufene Motor-Erwärmung auf Grundlage des erfassten Motorstroms ermittelt wird, insbesondere auf Grundlage einer vorab bestimmten Korrelationsgleichung.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motortemperatur durch Summation der Motor-Erwärmung und der zuvor auf Grundlage des erfassten Motorstroms und der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins (11 ) bestimmten Umgebungstemperatur ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Leistungsbaustein-Erwärmung und/oder für die Bestimmung der Motor-Erwärmung eine lineare Korrelationsgleichung verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Leistungsbaustein-Erwärmung und/oder für die Bestimmung der Motor-Erwärmung eine zeitliche Verzögerung berücksichtigt wird, um die spezifische Wärmekapazität des Leistungsbausteins (11 ) und des Motors (20) zu berücksichtigen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung für die Bestimmung der Motor-Erwärmung größer gewählt ist als die zeitliche Verzögerung für die Bestimmung der Leistungsbaustein-Erwärmung.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsgleichungen und/oder die zeitlichen Verzögerungswerte vorab während einer Trainingsprozedur bestimmt werden, insbesondere unter Verwendung eines Sensors für die Messung der Umgebungstemperatur und/oder der Motortemperatur, wobei die Trainingsprozedur bevorzugt bei einer hohen Umgebungstemperatur ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung für den Leistungsbaustein (11 ) und den Motor (20) durch ein gemeinsames Kühlsystem bereitgestellt wird, bspw. durch einen extern angetriebenen Lüfter oder durch ein durch den Motor (20) angetriebenen Lüfter (30).
11 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei dem Leistungsbaustein (11 ) um ein Transistormodul handelt, das eine integrale Temperaturmessung und/oder integrale Strommessung umfasst.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Kühlwirkung für den Leistungsbaustein (11 ) und den Motor (20) abhängig von der Motordrehzahl ist, insbesondere mit zunehmender Drehzahl definiert ansteigt.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Motortemperatur gegen einen Grenzwert verglichen und bei Überschreiten eine Leistungsreduktion des Motors (20) ausgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der rotierenden Maschine um eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, handelt.
15. Rotierende Maschine, insbesondere Pumpe, besonders bevorzugt Kreiselpumpe, mit einem elektrischen Motor (20) zum Antrieb eines rotierenden Bauteils der Maschine, sowie wenigstens einem Leistungsbaustein (11 ) zur Steuerung/Regelung der Stromaufnahme des Motors (20) und Mitteln zur Erfassung der Betriebstemperatur des Leistungsbausteins (11 ) und zur Erfassung des Motorstroms, wobei eine Kühlsystem (30) zur Kühlung des Leistungsbausteins (11 ) und des Motors (20) vorgesehen ist, dessen im Betrieb erzeugte Kühlleistung für Leistungsbaustein (11 ) und Motor (20) in definierter Weise voneinander abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Steuerung umfasst, die konfiguriert ist zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
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