RU2772744C1

RU2772744C1 - Method for assessing the operational readiness of an electric engine, as well as electric engine and fan

Info

Publication number: RU2772744C1
Application number: RU2021103739A
Authority: RU
Inventors: Йоахим ШМЕЦЕР
Original assignee: Циль-Абегг СЕ
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2022-05-25

Abstract

FIELD: controlling.

SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of diagnostics and control of electric engines. Group of inventions comprises a method for assessing the operational readiness of an electric engine, including the stages of: initiating the process of acceleration of the electric engine, wherein the speed of rotation during the acceleration process varies by several steps of the speed of rotation; generating at least one measured value by accordingly measuring a physical quantity using an electric engine sensor at no less than one of the steps of the speed of rotation; loading at least one parametric information from the electric engine parameter memory unit and estimating said at least one measured value for at least one of the steps of the speed of rotation applying said at least one loaded parametric information, as well as an electric engine with a parameter memory unit and with a parametrisation interface, as well as a fan with such an electric engine and with an impeller.

EFFECT: increase in the reliability of electric engines.

18 cl, 3 dwg

Description

Данное изобретение касается способа оценки готовности к эксплуатации электродвигателя, в частности, электродвигателя вентилятора, предпочтительно во время первоначального ввода в эксплуатацию. Данное изобретение касается, далее, электродвигателя, а также вентилятора.The present invention relates to a method for assessing the readiness for operation of an electric motor, in particular a fan motor, preferably during initial commissioning. The present invention further relates to an electric motor and also to a fan.

Электродвигатели во время их работы подвержены вибрациям самого разного вида. Эти вибрации могут возникать за счет самого электродвигателя, из-за приводимой нагрузки или из-за окружения, в котором установлен электродвигатель. Если электродвигатель является, например, компонентом вентилятора, то дисбаланс рабочего колеса может вызывать вибрацию. К тому же, неравномерный приводной момент, который может возникнуть, например, из-за пульсирующего постоянного напряжения промежуточного контура, может дополнительно усиливать вибрации. Если вентилятор установлен в промышленной среде, которая переносит вибрации на вентилятор, то вентилятор испытывает дополнительные вибрации.Electric motors during their operation are subject to vibrations of various types. These vibrations can originate from the motor itself, from the driven load, or from the environment in which the motor is installed. If the motor is, for example, a component of a fan, an imbalance in the impeller can cause vibration. In addition, an uneven drive torque, which can arise, for example, due to a pulsating DC link voltage, can further increase vibrations. If the fan is installed in an industrial environment that transfers vibrations to the fan, then the fan experiences additional vibrations.

Двигатели или, соответственно, вентиляторы обычно перед отправкой заказчику или, соответственно, перед встраиванием в корпус динамически балансируются, вследствие чего снижаются несимметричные распределения масс или иные обстоятельства, вызывающие вибрации. Однако, уже при встраивании в корпус, при транспортировке к заказчику, при монтаже в системе заказчика или у конечного потребителя это может привести к повреждениям, которые ухудшают качество балансировки. Если вентилятор эксплуатируется в среде с липким загрязнением, например, в сельском хозяйстве или в высококоррозионных окружающих условиях, то в течение ресурса вентилятора качество балансировки тоже ухудшается.The motors or fans are usually dynamically balanced before delivery to the customer or before integration into the housing, whereby unbalanced mass distributions or other circumstances that cause vibrations are reduced. However, already during installation in the housing, during transport to the customer, during installation in the customer's system or at the end user, this can lead to damage that impairs the quality of the balancing. If the fan is operated in an environment with sticky pollution, such as agriculture or highly corrosive environments, the balancing quality also deteriorates over the lifetime of the fan.

Дисбаланс ведет к усиленным вибрациям, которые в свою очередь очень сильно нагружают компоненты электродвигателя. Так, например, подшипники под действием вибраций нагружаются значительно сильнее, чем это имело бы место в системе с меньшими вибрациями. С другой стороны, вибрации нагружают электронное оборудование, которое интегрировано в электродвигатель. Это может привести к ослаблению мест пайки, к разрушению конструктивных элементов или даже к разлому печатных плат. В итоге высокий уровень вибрации может привести к значительному сокращению ресурса электродвигателя и/или его компонентов.Imbalance leads to increased vibrations, which in turn put a lot of stress on the motor components. So, for example, bearings under the influence of vibrations are loaded much more strongly than would be the case in a system with less vibrations. On the other hand, vibrations stress the electronic equipment that is integrated into the motor. This can lead to loose solder joints, destruction of structural elements, or even breakage of printed circuit boards. As a result, a high level of vibration can lead to a significant reduction in the life of the electric motor and / or its components.

В патенте EP 2 972 431 B1 раскрыт электродвигатель с функциональным контролем подшипника двигателя. Для этого на фланце статора, на его обращенной от ротора стороне закреплен датчик вибраций, который измеряет вибрации электродвигателя. Таким образом можно детектировать, если с подшипником электродвигателя возникают проблемы. Однако, при этом проблемы обнаруживаются лишь тогда, когда они уже находятся на относительно далеко зашедшей стадии.EP 2 972 431 B1 discloses an electric motor with motor bearing functional control. To do this, a vibration sensor is mounted on the stator flange, on its side facing away from the rotor, which measures the vibrations of the electric motor. In this way, it can be detected if there is a problem with the motor bearing. However, in this case, problems are discovered only when they are already at a relatively advanced stage.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача предложить способ, электродвигатель и вентилятор указанного вначале рода и усовершенствовать их таким образом, чтобы можно было гарантировать безопасный и надежный режим эксплуатации.Therefore, the object of the present invention is to propose a method, an electric motor and a fan of the kind mentioned at the outset, and to improve them in such a way that a safe and reliable operation can be guaranteed.

Согласно изобретению, сформулированная выше задача решается признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с этим рассматриваемый способ включает в себя следующие этапы:According to the invention, the problem formulated above is solved by the features of the independent claim 1 of the claims. Accordingly, the considered method includes the following steps:

инициирование процесса разгона электродвигателя, причем частота вращения во время процесса разгона изменяется по нескольким ступеням частоты вращения.initiating the process of acceleration of the electric motor, and the rotational speed during the acceleration process is changed in several steps of the frequency of rotation.

генерирование по меньшей мере одного измеренного значения путем соответствующего измерения физической величины с помощью датчика электродвигателя при по меньшей мере одной из ступеней частоты вращения,generating at least one measured value by means of a corresponding measurement of a physical quantity by means of a motor encoder at at least one of the speed steps,

загрузку по меньшей мере одной параметрической информации (информации о параметре/параметрические данные) из блока памяти параметров электродвигателя, причем упомянутая по меньшей мере одна параметрическая информация соответствует сгенерированному по меньшей мере одному измеренному значению, иloading at least one parametric information (parameter information/parameter data) from the motor parameter memory, said at least one parametric information corresponding to the generated at least one measured value, and

оценку упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения для по меньшей мере одной из ступеней частоты вращения с применением загруженной по меньшей мере одной параметрической информации.evaluating said at least one measured value for at least one of the speed steps using the loaded at least one parametric information.

В отношении электродвигателя поставленная задача решается признаками независимого пункта 15 формулы изобретения. В соответствии с ними электродвигатель, который предпочтительно выполнен с возможностью осуществления предлагаемого изобретением способа, содержит блок памяти параметров и интерфейс для передачи параметрических данных, причем блок памяти параметров выполнен для сохранения параметрических данных, переданных через интерфейс во время процесса параметризации.With regard to the electric motor, the problem is solved by the features of the independent paragraph 15 of the claims. Accordingly, the motor, which is preferably configured to carry out the method according to the invention, comprises a parameter memory and an interface for transmitting parametric data, the parameter memory being configured to store parametric data transmitted via the interface during a parameterization process.

В отношении вентилятора поставленная выше задача решается признаками независимого пункта 17 формулы изобретения, согласно которому вентилятор содержит предложенный изобретением электродвигатель и рабочее колесо, причем рабочее колесо соединено с ротором электродвигателя.With regard to the fan, the above problem is solved by the features of the independent claim 17 of the claims, according to which the fan comprises the electric motor proposed by the invention and the impeller, the impeller being connected to the rotor of the electric motor.

В соответствии с изобретением впервые было установлено, что во многих случаях возникающие проблемы заявляют о себе уже очень рано. Так, уже при первоначальном вводе в эксплуатацию электродвигателя можно оценить, может ли эксплуатироваться электродвигатель в текущих условиях и как долго. Поэтому согласно изобретению, готовность к эксплуатации электродвигателя оценивается и предпочтительно уже при первоначальном вводе в эксплуатацию электродвигателя после доставки и установке в производственной среде.In accordance with the invention, it was found for the first time that in many cases the problems that arise already manifest themselves very early. Thus, already during the initial commissioning of the electric motor, it is possible to assess whether the electric motor can be operated under current conditions and for how long. Therefore, according to the invention, the readiness for operation of the electric motor is assessed and preferably already at the initial commissioning of the electric motor after delivery and installation in the production environment.

Для того, чтобы была возможность такого рода проверки готовности к эксплуатации электродвигателя, в распоряжение электродвигателя, согласно изобретению, предоставляются параметрические данные, которые позволяют оценивать режим работы электродвигателя. Эти параметрические данные выходят за рамки обычно имеющихся у электродвигателя параметров, таких, например, как номинальная частота вращения или номинальный момент. Так как параметрические данные могут давать обширную информацию о конструкции электродвигателя и условиях его установки и эксплуатации. Так, параметрические данные могут включать в себя контрольные значения, конструктивную информацию об электродвигателе, конструктивную информацию о приводимой электродвигателем нагрузке (например, о рабочем колесе вентилятора), характеристики электродвигателя, характеристики компонентов и/или информацию о его эксплуатационных свойствах. Эти параметрические данные используются в предложенном изобретением способе оценки готовности к эксплуатации электродвигателя, чтобы оценить сгенерированные измеренные значения. Такая оценка измеренных значений позволяет в свою очередь делать выводы о том, готов ли электродвигатель в целом к эксплуатации.In order to be able to check the readiness for operation of the electric motor in this way, parametric data are provided to the electric motor according to the invention, which make it possible to evaluate the operating mode of the electric motor. These parametric data go beyond the parameters normally available for the motor, such as rated speed or rated torque, for example. Since parametric data can provide extensive information about the design of the electric motor and the conditions for its installation and operation. Thus, the parametric data may include reference values, motor design information, motor drive design information (eg, fan impeller), motor characteristics, component characteristics, and/or performance information. These parametric data are used in the inventive motor readiness assessment method to evaluate the generated measured values. This evaluation of the measured values, in turn, makes it possible to draw conclusions about whether the motor as a whole is ready for operation.

Согласно изобретению, сначала инициируется процесс разгона электродвигателя. Во время этого процесса разгона частота вращения изменяется по нескольким ступеням частоты вращения. При этом не имеет принципиального значения, как изменяется частота вращения. Частота вращения может изменяться в порядке возрастания или убывания. Возможно даже, что частота вращения относительно любым образом скачет между значениями разной величины. Важно только, чтобы электродвигатель работал при нескольких частотах вращения, чтобы можно было оценить поведение электродвигателя при различных частотах вращения. Поскольку электродвигатель при приложении питающего напряжения обычно находится в состоянии останова, и тем самым частота вращения равна нулю, то частота вращения предпочтительно изменяется от нижней частоты вращения к верхней частоте вращения. При этом нижняя частота вращения предпочтительно образована частотой вращения, равной нулю - останов электродвигателя -, а верхняя частота вращения предпочтительно образована номинальной частотой вращения электродвигателя. При изменении частоты вращения ступени частоты вращения могут быть эквидистантны относительно друг друга. Однако, возможно также, что промежутки между ступенями частоты вращения больше не коррелируются друг с другом. Для предотвращения ненужной нагрузки на электродвигатель из-за замены одной частоты вращения на следующую частоту вращения предлагается, чтобы частота вращения изменялась непрерывно или квази непрерывно между ступенями частоты вращения.According to the invention, the motor acceleration process is initiated first. During this acceleration process, the speed changes in several speed steps. In this case, it does not matter how the rotational speed changes. The speed can be changed in ascending or descending order. It is even possible that the rotational speed jumps in any way between values of different magnitudes. It is only important that the motor be operated at several speeds so that the behavior of the motor at different speeds can be evaluated. Since the motor is normally at a standstill when the supply voltage is applied, and thus the rotation speed is zero, the rotation speed preferably changes from the lower rotation speed to the upper rotation speed. In this case, the lower rotational speed is preferably formed by a rotational speed equal to zero - motor stop -, and the upper rotational speed is preferably formed by the rated rotational speed of the electric motor. When changing the speed, the speed steps can be equidistant from each other. However, it is also possible that the intervals between speed steps no longer correlate with each other. In order to prevent unnecessary stress on the motor due to changing from one speed to the next speed, it is proposed that the speed is changed continuously or quasi-continuously between speed steps.

На следующем этапе генерируется по меньшей мере одно измеренное значение. Это измеренное значение или, соответственно, любое из измеренных значений возникает при этом путем соответствующего измерения физической величины с помощью датчика электродвигателя при по меньшей мере одной из ступеней частоты вращения. Это означает, что при нескольких измеренных значениях одна физическая величина измеряется одним датчиком при нескольких ступенях частоты вращения, или одна физическая величина измеряется несколькими датчиками при одной или нескольких частотах вращения, или несколько физических величин измеряется несколькими датчиками при нескольких ступенях частоты вращения. Какие из физических величин, которые в принципе могут быть измерены у этого электродвигателя, измеряются на этом этапе, зависит от вида оценки готовности к эксплуатации. При этом соответствующие физические величины определяются посредством по меньшей мере одного датчика электродвигателя. «Датчиком электродвигателя» может быть любой датчик, который интегрирован в электродвигатель или в электронику электродвигателя. В принципе это может быть датчик, который интегрирован в закрепленный снаружи на электродвигателе блок электроники двигателя, например, прифланцованный к кожуху двигателя блок электроники двигателя.In the next step, at least one measured value is generated. This measured value, or each of the measured values, arises in this case by means of a corresponding measurement of a physical quantity with the aid of a motor encoder in at least one of the speed stages. This means that with several measured values, one physical quantity is measured by one sensor at several speed steps, or one physical quantity is measured by several sensors at one or more speeds, or several physical quantities are measured by several sensors at several speed steps. Which of the physical quantities that can in principle be measured for this electric motor are measured at this stage depends on the type of evaluation of readiness for operation. In this case, the corresponding physical quantities are determined by means of at least one motor sensor. A "motor sensor" can be any sensor that is integrated into the motor or into the motor electronics. In principle, this can be a sensor which is integrated in a motor electronics unit externally attached to the electric motor, for example a motor electronics unit flanged to the motor casing.

На следующем этапе по меньшей мере одна параметрическая информация загружается из блока памяти параметров электродвигателя. При этом параметрические данные предпочтительно во время процесса параметризации передаются в блок памяти параметров и там сохраняются. Этот процесс параметризации в дальнейшем еще будет рассмотрен более подробно. В отношении упомянутой по меньшей мере одной параметрической информации важно, чтобы соответствующая загруженная параметрическая информация непосредственно или опосредованно соответствовала соответствующему сгенерированному измеренному значению. Параметрическая информация может соответствует, например, непосредственно измеренному значению, если измеренное значение указывает на вибрацию электродвигателя, а параметрическая информация показывает максимально допустимую вибрацию. При этом параметрическая информация чаще всего могла бы относиться к той же физической величине, что и измеренное значение. Опосредованно соответствующая параметрическая информация может быть образована, например, конструктивной информацией об электродвигателе или о размерах электродвигателя. Такого рода параметрические данные могут иметь опосредованное влияние на измеренную величину. Так, например, размеры электродвигателя могут иметь влияние на вибрации электродвигателя, так что эта параметрическая информация опосредованно соответствует измеренному значению вибрации. Путем выбора соответственно корреспондирующих параметрических данных может быть гарантировано, что возможна оценка сгенерированного измеренного значения с использованием загруженной параметрической информации.In the next step, at least one parametric information is loaded from the motor parameter memory. In this case, the parameter data are preferably transferred to the parameter memory during the parameterisation process and stored there. This parameterization process will be discussed in more detail later on. With regard to said at least one parametric information, it is important that the respective loaded parametric information correspond directly or indirectly to the respective generated measured value. The parametric information may correspond, for example, to a directly measured value, if the measured value indicates the vibration of the motor and the parametric information indicates the maximum allowable vibration. In this case, the parametric information most often could refer to the same physical quantity as the measured value. Indirectly, the corresponding parametric information can be formed, for example, by design information about the electric motor or about the dimensions of the electric motor. This kind of parametric data can have an indirect effect on the measured value. Thus, for example, the dimensions of the motor can have an effect on the vibrations of the motor, so that this parametric information indirectly corresponds to the measured vibration value. By selecting appropriately corresponding parametric data, it can be guaranteed that the generated measured value can be evaluated using the loaded parametric information.

С применением загруженной по меньшей мере одной параметрической информации на следующем этапе производится оценка упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения. Эта оценка может включать в себя, например, соблюдение предельного значения. Однако, возможна также проверка того, может ли сгенерированное измеренное значение подходить указанной в параметрической информации геометрической информации, или, например, было ли предпринято дополнительно изменение электродвигателя или соединенной с электродвигателем нагрузки, или не был ли электродвигатель поврежден во время транспортировки.Using the downloaded at least one parametric information, the next step is to evaluate the said at least one measured value. This evaluation may include, for example, compliance with a limit value. However, it is also possible to check whether the generated measured value can match the geometry information specified in the parametric information, or, for example, whether an additional change has been made to the motor or the load connected to the motor, or whether the motor has been damaged during transport.

«Физическая величина» может быть образована различными величинами внутри электродвигателя. В принципе это может быть также напряжение на катушке статора или ротора или ток через катушку статора или ротора. Предпочтительно эти физические величины относятся, однако, к механическим величинам и/или магнитным величинам, и/или температуре. В качестве примера такого рода физических величин, однако, не ограничиваясь ими, следует сослаться на частоту вращения ротора электродвигателя, вибрации, ускорения, перепады давления и/или углы наклона. В зависимости от измеряемой физической величины выполнен соответствующий датчик. Так, например, ускорения могут определяться датчиком ускорения, перепады давления - датчиком давления или микрофоном, а температуры - датчиком температуры. Возможно также, что несколько датчиков определяют физические величины, например, в различных местах электродвигателя.A "physical quantity" may be formed by various quantities within the motor. In principle, this can also be the voltage across the stator or rotor coil, or the current through the stator or rotor coil. Preferably, these physical quantities refer, however, to mechanical quantities and/or magnetic quantities and/or temperature. As an example of such physical quantities, however, without being limited to them, one should refer to the speed of the rotor of the electric motor, vibrations, accelerations, pressure drops and/or angles of inclination. Depending on the measured physical quantity, an appropriate sensor is made. For example, accelerations can be determined by an acceleration sensor, pressure drops by a pressure sensor or a microphone, and temperatures by a temperature sensor. It is also possible that several sensors detect physical quantities, for example, at different locations in the motor.

Значение термина «готовность к эксплуатации» электродвигателя зависит от разных условий. Так, например, электродвигатель мог быть установлен с недопустимой пространственной ориентацией, которая ведет к слишком большой нагрузке на подшипник или слишком большой нагрузке на ротор или на соединенную с ротором нагрузку. Вследствие этого может существенно сократиться ресурс электродвигателя. В этом случае электродвигатель, хотя и может в принципе эксплуатироваться, однако, все же необходимо проанализировать общую готовность к эксплуатации. Возможно также, что электродвигатель во время своей работы испытывает очень высокую вибрационную нагрузку, которая тоже не гарантирует надежную эксплуатацию. Однако, отсутствие готовности к эксплуатации может иметь место и в том случае, если электродвигатель является частью вентилятора, и на рабочем колесе наблюдаются срывы потока. Это указывает на неблагоприятный выбор размеров вентилятора или условий эксплуатации и может привести к трещинам на лопастях вентилятора. Здесь тоже может не подтверждаться готовность к эксплуатации.The meaning of the term "ready for operation" of the electric motor depends on various conditions. Thus, for example, the motor could be installed with an unacceptable spatial orientation, which leads to too much load on the bearing or too much load on the rotor or on the load connected to the rotor. As a result, the life of the electric motor can be significantly reduced. In this case, although the motor can in principle be operated, it is still necessary to analyze the overall readiness for operation. It is also possible that the electric motor during its operation experiences a very high vibration load, which also does not guarantee reliable operation. However, the lack of readiness for operation can also occur if the electric motor is part of the fan, and stalls are observed on the impeller. This indicates unfavorable fan sizing or operating conditions and may result in cracked fan blades. Here, too, readiness for operation may not be confirmed.

Это краткое и приведенное в качестве примера перечисление показывает, что может пониматься под термином «готовность к эксплуатации».This short and exemplary enumeration shows what can be understood by the term "ready for use".

Во избежание неопределенных вибрационных состояний во время измерения физических величин предлагается проводить измерение/измерения в системе, которая является в значительной степени стабильной. Поэтому в одной модификации способа предпочтительно перед генерированием упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения проверяют, достигла ли частота вращения электродвигателя установленной ступени частоты вращения, или частота вращения еще движется в направлении установленной ступени частоты вращения. Это означает, что, например, при задании устанавливаемой ступени частоты вращения в 97 об/мин проверяют, равна ли частота вращения действительно 97 об/мин, или частота вращения электродвигателя в настоящий момент еще изменяется в направлении установленной ступени частоты вращения. Достижение установленной ступени частоты вращения обеспечивает, во-первых, что загруженные зависящие от частоты вращения параметрические данные тоже фактически могут быть использованы для надежной оценки измеренного значения. Во-вторых, в таком случае электродвигатель обычно больше не находится в промежуточном состоянии, в котором измеренные значения искажены вследствие неустановившихся процессов.In order to avoid uncertain vibrational states during the measurement of physical quantities, it is proposed to carry out the measurement/measurements in a system that is largely stable. Therefore, in a modification of the method, preferably before generating said at least one measured value, it is checked whether the motor speed has reached the set speed level or whether the speed is still moving in the direction of the set speed level. This means that, for example, when setting a speed stage to be set to 97 rpm, it is checked whether the speed is actually 97 rpm or whether the motor speed is currently still changing in the direction of the set speed stage. Reaching the set speed stage ensures, firstly, that the downloaded speed-dependent parametric data can actually also be used for a reliable evaluation of the measured value. Secondly, in such a case, the motor is usually no longer in an intermediate state in which the measured values are distorted due to unsteady processes.

В одной модификации на этапе оценки упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения проверяют, соблюдается ли заранее заданное краевое условие. Такого рода краевым условием может быть, например, предельное значение, выше которого надежная работа электродвигателя не может быть гарантирована. Если такого рода или подобное краевое условие не соблюдено, то может выдаваться предупредительное сообщение, и/или способ прерывается. При этом предупредительное сообщение может выдаваться самым различным образом. Возможно, например, что загорается светодиод (LED) и тем самым указывает на отказ. Так как, в частности, при первоначальном вводе в эксплуатацию электродвигатель мог бы быть соединен с программирующим устройством или с управляющим компьютером, то такого рода предупредительное сообщение может также подаваться на это программирующее устройство или, соответственно, на этот управляющий компьютер. В этом случае наладчик может непосредственно реагировать на это предупредительное сообщение.In one modification, at the stage of evaluating said at least one measured value, it is checked whether a predetermined boundary condition is met. This kind of boundary condition can be, for example, a limit value above which reliable operation of the motor cannot be guaranteed. If this kind or similar boundary condition is not met, then a warning message may be issued and/or the method is aborted. In this case, a warning message can be issued in a variety of ways. It is possible, for example, that an LED lights up and thus indicates a failure. Since, in particular, during the initial commissioning, the motor could be connected to a programming device or to a control computer, this kind of warning message can also be given to this programming device or, respectively, to this control computer. In this case, the installer can react directly to this warning message.

В другой модификации способ дополнительно включает в себя этап оценки ресурса подшипника, причем при оценке ресурса подшипника загружаются несколько параметрических данных и/или измеряются несколько измеренных значений и комбинируются друг с другом. В частности, при первоначальном вводе в эксплуатацию этот оцененный ресурс подшипника может в таком случае сохраняться в блоке памяти, например, в блоке памяти параметров в качестве контрольного значения. При этом можно исходить из того, что электродвигатель во время всего ресурса подшипника работает при существующих в данный момент условиях эксплуатации. Эти условия эксплуатации могут включать в себя, например, рабочую температуру, вибрационную нагрузку и/или положение установки электродвигателя. Дополнительно при оценке ресурса подшипника может учитываться увеличивающийся износ компонентов электродвигателя. Так, электродвигатель с увеличивающимся износом подшипника генерирует больше вибраций, чем совершенно новый электродвигатель. Возрастающая вибрационная нагрузка в свою очередь ведет к снижению ресурса подшипника. Это тоже может учитываться при оценке ресурса подшипника, так как поведение при возрастающем износе может быть оценено сравнительно хорошо.In another modification, the method further includes the step of estimating the bearing life, wherein in the bearing life estimation, several parametric data are loaded and/or several measured values are measured and combined with each other. In particular, during initial commissioning, this estimated bearing life can then be stored in a memory unit, for example in a parameter memory unit, as a reference value. In this case, it can be assumed that the electric motor operates under the current operating conditions during the entire life of the bearing. These operating conditions may include, for example, operating temperature, vibration load, and/or motor mounting position. Additionally, increasing wear on motor components can be taken into account when evaluating bearing life. For example, a motor with increasing bearing wear generates more vibrations than a completely new motor. Increasing vibration load, in turn, leads to a decrease in bearing life. This can also be taken into account when evaluating the life of a bearing, since the behavior with increasing wear can be assessed relatively well.

В другой модификации этап генерирования по меньшей мере одного измеренного значения, этап загрузки по меньшей мере одной параметрической информации и этап оценки упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения осуществляются для каждой из нескольких ступеней частоты вращения. Таким образом может быть сгенерирована полная картина готовности к эксплуатации электродвигателя. При этом последовательность не обязательно должна соблюдаться для всех этапов и всех измеренных значений. Так, можно сначала определить все измеренные значения для всех ступеней частоты вращения и лишь затем проводить оценку измеренных значений. Так как отдельные измеренные значения, как, например, вибрационная нагрузка может быть, однако, релевантна и для установки следующей ступени частоты вращения, то отдельные или все измеренные значения могут оцениваться непосредственно после их определения.In another modification, the step of generating at least one measured value, the step of downloading at least one parametric information and the step of evaluating said at least one measured value are carried out for each of several speed stages. In this way, a complete picture of the readiness for operation of the motor can be generated. In this case, the sequence does not have to be observed for all steps and all measured values. Thus, it is possible to first determine all measured values for all speed stages and only then evaluate the measured values. Since individual measured values, such as the vibration load, however, can also be relevant for setting the next speed level, individual or all measured values can be evaluated immediately after they have been determined.

На этапе генерирования упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения ускорение и/или скорость вибрации электродвигателя может измеряться с помощью датчика вибрации электродвигателя, и отсюда генерируется значение вибрации. Устройства, с помощью которых возможно такого рода измерение вибрации, раскрыты, например, в DE 10 2018 211 838 A1 и в DE 10 2018 211 833 A1, к содержанию которых здесь делается конкретная отсылка.In the step of generating said at least one measured value, the acceleration and/or vibration speed of the motor can be measured by the motor vibration sensor and the vibration value is generated from there. Devices with which this kind of vibration measurement is possible are disclosed, for example, in DE 10 2018 211 838 A1 and DE 10 2018 211 833 A1, to the contents of which specific reference is made here.

При генерировании значения вибрации может производиться измерение вибраций также и при частоте вращения, равной нулю, что соответствует останову электродвигателя. Это означает, что ротор относительно статора и вокруг оси ротора не движется или в любом случае движется несущественно. Вследствие этого сам электродвигатель не может производить вибраций, которые могут измеряться датчиком вибраций электродвигателя. Однако, таким образом можно проверить, вводятся ли и в какой мере вибрации установочной среды электродвигателя к электродвигателю. Нередко эти введенные вибрации установочной среды являются настолько значительными, что дополнительные вибрации электродвигателя во время его работы создают слишком высокую вибрационную нагрузку на электродвигатель. Благодаря оценке вибраций при частоте вращения, равной нулю, такая ненадежная работа электродвигателя может быть распознана уже перед приемом в эксплуатацию.When generating a vibration value, vibrations can also be measured at a speed of zero, which corresponds to a stop of the motor. This means that the rotor does not move relative to the stator and around the rotor axis, or in any case does not move significantly. As a result, the motor itself cannot generate vibrations that can be measured by the motor vibration sensor. However, in this way it can be checked whether and to what extent the vibrations of the motor installation medium are introduced to the motor. Often, these introduced vibrations of the installation environment are so significant that additional vibrations of the motor during its operation create too high a vibration load on the motor. By evaluating vibrations at a speed of zero, such unreliable motor operation can already be recognized before commissioning.

Независимо от выбранной ступени частоты вращения на этапе загрузки упомянутой по меньшей мере одной параметрической информации максимально допустимая вибрация может быть загружена в качестве параметрической информации, соответствующей значению вибрации. Максимально допустимая вибрация в таком случае на этапе оценки измеренного значения могла бы сравниваться со сгенерированным значением вибрации. Таким образом может быть установлено, имеют ли место при заданной частоте вращения такого рода большие вибрации электродвигателя, что надежная работа электродвигателя не будет обеспечиваться. В этом случае не может идти речь о готовности к эксплуатации электродвигателя, так как работа электродвигателя могла бы привести к преждевременному повреждению электродвигателя или приводимой этим электродвигателем нагрузки.Regardless of the speed stage selected in the step of downloading said at least one parametric information, the maximum allowable vibration can be downloaded as parametric information corresponding to the vibration value. The maximum allowable vibration could then be compared with the generated vibration value in the evaluation step of the measured value. In this way, it can be ascertained whether, at a given rotational speed, such large vibrations of the electric motor occur that reliable operation of the electric motor is not ensured. In this case, the readiness for operation of the electric motor cannot be discussed, since the operation of the electric motor could lead to premature damage to the electric motor or the load driven by this electric motor.

Дополнительно или альтернативно на этапе загрузки упомянутой по меньшей мере одной параметрической информации значение вибрации, которые было сгенерировано во время калибровочного измерения электродвигателя, например, во время его заключительной проверки, может загружаться для текущего значения частоты вращения. Это означает, что параметрические данные содержат значения вибрации из калибровочного измерения - в дальнейшем называются также калибровочными значениями - при различных частотах вращения, и что загружается калибровочное значение, которое соответствует текущей частоте вращения электродвигателя, и сравнивается с актуально измеренным значением вибрации. При этом калибровочное значение и актуально измеренное значение вибрации должны отличаться друг от друга лишь несущественно. Если это отклонение превышает заданную степень, то можно сделать вывод о наличии повреждения.Additionally or alternatively, at the step of downloading said at least one parametric information, the vibration value that was generated during the calibration measurement of the electric motor, for example, during its final check, can be downloaded for the current speed value. This means that the parametric data contains vibration values from a calibration measurement - hereinafter also referred to as calibration values - at different speeds, and that a calibration value that corresponds to the current motor speed is loaded and compared with the currently measured vibration value. In this case, the calibration value and the currently measured vibration value should only differ insignificantly from each other. If this deviation exceeds a predetermined degree, then it can be concluded that there is damage.

В одном усовершенствовании этого варианта выполнения вибрации установочной среды могут учитываться при сравнении калибровочного значения с актуально измеренным значением вибрации. При этом первое значение вибрации определялось бы во время останова электродвигателя, а второе значение вибрации - при отличной от нуля частоте вращения. При этом первое значение вибрации представляет вибрации установочной среды. Второе значение вибрации касается вибраций, которые возникают при наложении вибраций установочной среды и вибраций электродвигателя. Тогда при оценке второго значения вибрации первое значение вибрации может вычитаться из второго значения вибрации и сравниваться с калибровочным значением. Если разность первого и второго значений вибрации больше, чем в заданной степени, отклоняется от калибровочного значения, то можно сделать выводы о наличии повреждения. Такого рода повреждение может возникнуть, например, из-за ненадлежащей транспортировки или - если электродвигатель является частью вентилятора - из-за деформации лопасти вентилятора.In one development of this embodiment, the vibrations of the installation medium can be taken into account when comparing the calibration value with the currently measured vibration value. In this case, the first vibration value would be determined during the stop of the electric motor, and the second vibration value - at a non-zero speed. Here, the first vibration value represents the vibrations of the installation environment. The second vibration value refers to vibrations that occur when the vibrations of the installation environment and the vibrations of the electric motor are superimposed. Then, when evaluating the second vibration value, the first vibration value can be subtracted from the second vibration value and compared with the calibration value. If the difference between the first and second vibration values is greater than the specified degree, deviates from the calibration value, then it can be concluded that there is damage. This kind of damage can occur, for example, due to improper transport or - if the motor is part of a fan - due to deformation of the fan blade.

В следующем варианте осуществления этого этапа генерирования упомянутого по меньшей мере одного измеренного значения, который может применяться дополнительно или альтернативно, может определяться пространственная ориентация электродвигателя. Один способ такого рода раскрыт, например, в заявке DE 10 2018 211 843 A1, к содержанию которой настоящим делается конкретная отсылка.In a further embodiment of this step of generating said at least one measured value, which can be applied additionally or alternatively, the spatial orientation of the motor can be determined. One method of this kind is disclosed, for example, in DE 10 2018 211 843 A1, to which specific reference is made.

Параметрическая информация, соответствующая этим измеренным значениям, может включать в себя допустимый диапазон пространственной ориентации электродвигателя. Такого рода допустимый диапазон в таком случае загружался бы на этапе загрузки упомянутого по меньшей мере одной параметрической информации и использовался бы во время этапа оценки измеренного значения для проверки положения установки электродвигателя. При этом можно проверить, находится ли эта пространственная ориентация электродвигателя внутри допустимого диапазона. допустимый диапазон при этом может включать в себя отдельные дискретные ориентации. Так, например, параметрическая информация может указывать, что допустимо лишь горизонтальное положение установки. Поскольку было бы сложно соблюсти требование абсолютно горизонтального положения установки, предлагается также и при дискретных пространственных ориентациях указывать диапазон ориентации. Так, например, мог бы допускаться угловой диапазон ± 2°, если требуется горизонтальное положение установки (монтажа).The parametric information corresponding to these measured values may include an allowable range of motor orientation. Such an allowable range would then be loaded in the loading step of said at least one parametric information and would be used during the measured value evaluation step to check the installation position of the motor. In doing so, it can be checked whether this spatial orientation of the motor is within the permitted range. the allowable range may include individual discrete orientations. Thus, for example, the parametric information may indicate that only a horizontal installation position is permissible. Since it would be difficult to comply with the requirement of an absolutely horizontal installation position, it is also proposed to indicate the orientation range for discrete spatial orientations. Thus, for example, an angular range of ± 2° could be allowed if a horizontal installation (mounting) position is required.

Предлагаемый изобретением электродвигатель, который предпочтительно предназначен для осуществления предлагаемого изобретением способа, имеет блок памяти параметров и интерфейс для передачи параметрических данных. Блок памяти параметров предназначен для сохранения параметрических данных. Интерфейс соединен с блоком памяти параметров таким образом, что параметрические данные, передаваемые через интерфейс, могут сохраняться в блоке памяти параметров. Для этого, например, может быть предусмотрен микропроцессор, который управляет связью через интерфейс и получаемые через интерфейс параметрические данные откладывает в блок памяти параметров. При этом блок памяти параметров может быть выполнен как выделенный блок памяти, который сохраняет лишь параметрические данные. Поскольку обычно внутри блока электроники двигателя должны сохраняться и другие данные, блок памяти параметров может быть также частичной областью большего блока памяти. При этом блок памяти параметров может быть образован энергонезависимым блоком памяти. Так как параметрические данные обычно жестко привязываются к электродвигателю, и поэтому параметрические данные в течение ресурса электродвигателя не могут меняться, блок памяти параметров в принципе может быть выполнен даже как неизменяемый блок памяти. Предпочтительно, однако, содержание энергонезависимого блока памяти может меняться. Лишь в качестве примера, однако, не ограничиваясь этим, делается ссылка на применение флэш-память, EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) или другие полупроводниковые запоминающие устройства.The motor according to the invention, which is preferably intended for carrying out the method according to the invention, has a parameter memory unit and an interface for transmitting parametric data. The parameter memory block is intended for storing parametric data. The interface is connected to the parameter memory in such a way that parameter data transferred via the interface can be stored in the parameter memory. For this, for example, a microprocessor can be provided that controls the communication via the interface and deposits the parametric data received via the interface into the parameter memory block. In this case, the parameter memory block can be implemented as a dedicated memory block that stores only parametric data. Since other data must normally be stored within the motor electronics, the parameter memory can also be a partial area of a larger memory. In this case, the parameter memory block can be formed by a non-volatile memory block. Since the parametric data is usually fixed to the motor and therefore the parametric data cannot change during the lifetime of the motor, the parameter memory can in principle even be implemented as an immutable memory. Preferably, however, the contents of the non-volatile memory block may vary. By way of example, but not limitation, reference is made to the use of flash memory, EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) or other semiconductor memory devices.

Система, в которую передаются параметрические данные электродвигателя и могут там сохраняться, раскрыта, например, в заявке DE 10 2018 211 846 A1, к содержанию которой настоящим тоже делается конкретная отсылка. Передаваемые там параметрические данные являются контрольными значениями, которые используются для оценки измеренных значений расположенного внутри двигателя датчика вибрации. Однако, эта система может также использоваться и для передачи других параметрических данных.A system to which motor parametric data is transmitted and can be stored there is disclosed, for example, in DE 10 2018 211 846 A1, to which specific reference is also made here. The parametric data transmitted there are reference values that are used to evaluate the measured values of the vibration sensor located inside the motor. However, this system can also be used to transmit other parametric data.

Параметрические данные, записанные в блоке памяти параметров, могут дополнительно быть записаны в базе данных, которая, например, может эксплуатироваться изготовителем электродвигателя. Это, в частности, возможно осуществлять просто в том случае, если параметрические данные передаются на электродвигатель во время заключительной проверки и/или калибровочного измерения. Файл в такого рода базе данных может представлять собой «цифровой двойник» электродвигателя, в котором содержатся вся существенная информация об электродвигателе и/или о его эксплуатационных свойствах. Такого рода система баз данных раскрыта, например, в DE 10 2018 201 707 A1, к содержанию которой настоящим делается конкретная отсылка.The parametric data stored in the parameter memory may additionally be stored in a database which, for example, may be operated by a motor manufacturer. This can in particular be carried out simply if parametric data is transferred to the motor during the final check and/or calibration measurement. A file in this kind of database can be a "digital twin" of the electric motor, which contains all the essential information about the electric motor and/or its performance properties. Such a database system is disclosed, for example, in DE 10 2018 201 707 A1, to the contents of which specific reference is made.

Если используется такого рода база данных, то результаты предлагаемого изобретением способа оценки могут загружаться в базу данных. Так, например, возможно, что в «цифровой двойник» добавляется информация о вибрационном состоянии установочной среды, о положении установки электродвигателя, контрольное значение для ресурса подшипника или результаты оценки измеренных значений. Для этого может использоваться интерфейс электродвигателя. Эта дополнительная информация может передаваться в базу данных через многофункциональный интерфейс. Возможно также, что при использовании программирующего устройства или управляющего компьютера во время первоначального ввода в эксплуатацию дополнительная информация сначала собирается в программирующем устройстве или управляющем компьютере, а затем передается в базу данных. Для этого в свою очередь может использоваться глобальная вычислительная сеть, или это может быть память большой емкости, как, например, USB-карта. В последнем случае записанная в памяти большой емкости информация на следующем этапе могла бы импортироваться в базу данных.If such a database is used, the results of the evaluation method according to the invention can be loaded into the database. So, for example, it is possible that information about the vibrational state of the installation environment, the installation position of the motor, a reference value for the bearing life or the results of the evaluation of the measured values are added to the "digital twin". The motor interface can be used for this. This additional information can be transferred to the database through a multifunctional interface. It is also possible that when using a programming device or control computer during initial commissioning, additional information is first collected in the programming device or control computer and then transferred to a database. For this, in turn, a wide area network can be used, or it can be a mass storage device, such as a USB stick. In the latter case, the information recorded in the mass memory could be imported into the database in the next step.

Параметрические данные в принципе могут содержать самую разную информацию, которая описывает электродвигатель и (длительно) соединенную с электродвигателем нагрузку. В качестве примера следует указать на центр тяжести электродвигателя или частей электродвигателя, и/или массу электродвигателя или частей электродвигателя, и/или регулировочные усилия подшипника, и/или характеристики подшипника, и/или на максимально допустимый дисбаланс электродвигателя, и/или геометрические данные электродвигателя, и/или допустимый диапазон пространственной ориентации электродвигателя, и/или на максимально допустимую частоту вращения электродвигателя, и/или характеристику магнитного притяжения между статором и ротором электродвигателя.Parametric data can in principle contain a wide variety of information that describes the motor and the (permanently) connected load to the motor. By way of example, the center of gravity of the motor or motor parts and/or the mass of the motor or motor parts and/or the adjusting forces of the bearing and/or the characteristics of the bearing and/or the maximum allowable unbalance of the motor and/or the geometry of the motor should be indicated. , and/or the allowable range of the spatial orientation of the electric motor, and/or the maximum allowable speed of the electric motor, and/or the characteristic of the magnetic attraction between the stator and the rotor of the electric motor.

«Регулировочные усилия подшипника» при этом обозначают осевые усилия, действующие на подшипник. Под действием этих сил может гарантироваться, что тела качения подшипника, чаще всего шарики фактически катятся между внутренним и наружным кольцами подшипника, а не проскальзывают между этими кольцами. Благодаря перекатыванию тел качения трение при работе подшипника остается небольшим. Однако, если регулировочные усилия подшипника слишком велики, то износ подшипника возрастает, что в свою очередь сокращает ресурс подшипника. Тем самым, такого рода параметрическая информация способствует оценке ресурса подшипника."Bearing adjusting forces" mean the axial forces acting on the bearing. Under the influence of these forces, it can be ensured that the rolling elements of the bearing, most often the balls, actually roll between the inner and outer rings of the bearing, and do not slip between these rings. Due to the rolling of the rolling elements, the friction during operation of the bearing remains low. However, if the bearing adjusting forces are too high, the bearing wear increases, which in turn reduces the life of the bearing. Thus, this kind of parametric information contributes to the evaluation of bearing life.

«Характеристики подшипника» могут включать в себя, например, размеры подшипника (диаметр наружного кольца, диаметр тел качения, внутренний диаметр внутреннего кольца, ширину подшипника и т.д.), зазор подшипника, допускаемую нагрузку подшипника и/или другие расчетные коэффициенты подшипника. Однако, сюда могут также подпадать и особенности опоры, например, имеет ли этот подшипник предохранительное кольцо или грязезащитное кольцо, или какая смазка используется в подшипнике. Такого рода характеристики большей частью можно получить из технического паспорта подшипника. Однако, характеристики подшипника могут также содержать дату изготовления подшипника, что, в частности, имеет значение для оценки ресурса смазочного средства."Bearing characteristics" may include, for example, bearing dimensions (outer ring diameter, rolling element diameter, inner ring inner diameter, bearing width, etc.), bearing clearance, bearing load capacity, and/or other bearing design factors. However, bearing specifics may also be included, such as whether the bearing has a retaining ring or a dirt ring, or what kind of lubricant is used in the bearing. For the most part, these characteristics can be obtained from the technical data sheet of the bearing. However, bearing specifications may also include the date of manufacture of the bearing, which is particularly important for evaluating lubricant life.

Предлагаемый изобретением электродвигатель может быть компонентом вентилятора, причем для этого рабочее колесо соединено с ротором электродвигателя. Чаще всего при этом рабочее колесо и электродвигатель соединяются уже во время изготовления, так что совершенно точно известно, как ведет себя вентилятор. В частности, тем самым известно также, какая нагрузка - рабочее колесо - приводится посредством электродвигателя и каковы ее свойства. В этом случае параметрические данные могут дополнительно включать в себя максимально допустимый дисбаланс вентилятора и/или геометрические данные рабочего колеса, и/или информацию о варианте выполнения этого рабочего колеса, и/или кривую зависимости осевого смещения от частоты вращения и/или другую информацию о рабочем колесе.The electric motor according to the invention can be a fan component, the impeller being connected to the rotor of the electric motor for this purpose. In most cases, the impeller and the electric motor are already connected during manufacture, so that you know exactly how the fan behaves. In particular, it is thus also known which load - the impeller - is driven by the electric motor and what its properties are. In this case, the parametric data may additionally include the maximum allowable unbalance of the fan and/or the geometric data of the impeller, and/or information about the embodiment of this impeller, and/or the axial displacement versus speed curve and/or other information about the operating wheel.

При этом «осевым смещением» называется сила, действующая на лопасть вентилятора, которая возникает из-за движения воздуха через лопасть. Таким образом, осевое смещение связано с давлением воздуха, которое действует на лопасть. При этом осевое смещение является зависящей от частоты вращения величиной. Чем больше это осевое смещение, тем сильнее нагружаются подшипники в продольном направлении вала. Это в свою очередь сказывается на ресурсе подшипника.In this case, "axial displacement" refers to the force acting on the fan blade, which occurs due to the movement of air through the blade. Thus, the axial displacement is related to the air pressure that acts on the blade. In this case, the axial displacement is a speed-dependent quantity. The greater this axial displacement, the more the bearings are loaded in the longitudinal direction of the shaft. This, in turn, affects the life of the bearing.

Имеются разные возможности для реализации и усовершенствования идеи данного изобретения благоприятным образом. В связи с этим следует сослаться, с одной стороны, на пункты формулы, зависимые от независимых пунктов, а с другой стороны, на последующее разъяснение предпочтительного примера выполнения данного изобретения с привлечением чертежей. В сочетании с разъяснением предпочтительного примера выполнения изобретения со ссылкой на чертежи поясняются также в общем предпочтительные варианты выполнения и модификации данной идеи. На чертежах показано следующее.There are various possibilities for implementing and improving the idea of the present invention in a favorable manner. In this regard, reference is made, on the one hand, to the claims dependent on the independent claims, and on the other hand, to the following explanation of a preferred embodiment of the present invention with reference to the drawings. In conjunction with an explanation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawings, generally preferred embodiments and modifications of the present idea are also explained. The drawings show the following.

Фиг. 1 блок-схема с системой из электродвигателя и испытательной установки, с помощью которой параметрические данные могут передаваться в блок памяти параметров,Fig. 1 block diagram with a system of a motor and a test bench, with which parametric data can be transferred to a parameter memory,

Фиг. 2 логическая схема сохранения параметрических данных в блоке памяти параметров, иFig. 2 logic circuit for storing parametric data in the parameter memory block, and

Фиг. 3 логическая схема одного примера выполнения предлагаемого изобретением способа.Fig. 3 is a logical diagram of one exemplary embodiment of the method according to the invention.

На Фиг. 1 показана блок-схема с системой из электродвигателя 1 и установки 2 окончательной проверки, причем на Фиг. 1 обозначены соответственно наиболее релевантные здесь компоненты. Электродвигатель соединяется с установкой окончательной проверки, чтобы осуществить проверку электродвигателя перед его отправкой. При этом, во-первых, могут калибрироваться датчики электродвигателя, во-вторых, параметрические данные передаются в блок памяти параметров.On FIG. 1 shows a block diagram with a system of an electric motor 1 and a final test unit 2, with FIG. 1, respectively, the most relevant components here are marked. The motor is connected to a final test facility to test the motor before it is shipped. In this case, firstly, the motor sensors can be calibrated, and secondly, the parametric data are transferred to the parameter memory block.

Электродвигатель 1 является компонентом вентилятора и при работе генерирует вибрации, что представлено стрелкой 3, и частоту вращения, что представлено стрелкой 4. Вибрации 3 измеряются по меньшей мере в одном направлении посредством (внутреннего) датчика 5 вибраций электродвигателя. Датчик 5 вибраций является примером датчика, который может применяться в предлагаемом изобретением способе. Получаемые с помощью датчика 5 вибраций измеренные значения передаются на процессор 6, который образован, например, посредством микроконтроллера. Этот процессор 6 может осуществлять, например, аналого-цифровое преобразование и/или регулировать определение измеренных значений. Таким образом, процессор 6 по измеренным значениям может определять значения вибрации. Кроме того, этот процессор 6 предназначен для определения актуальной частоты вращения.The electric motor 1 is a component of the fan and during operation it generates vibrations, which is represented by arrow 3, and a speed, which is represented by arrow 4. Vibrations 3 are measured in at least one direction by means of an (internal) vibration sensor 5 of the electric motor. The vibration sensor 5 is an example of a sensor that can be used in the method according to the invention. The measured values obtained by means of the vibration sensor 5 are transmitted to a processor 6, which is formed, for example, by means of a microcontroller. This processor 6 can perform, for example, analog-to-digital conversion and/or adjust the determination of the measured values. Thus, the processor 6 can determine vibration values from the measured values. In addition, this processor 6 is designed to determine the current speed.

Процессор 6 соединен с интерфейсом 7 и (внутренним) блоком памяти, который выполнен как энергонезависимый блок памяти и работает как блок 8 памяти параметров. Интерфейс 7 представляет собой коммуникационное соединение с испытательной установкой 2. Через выход OUT интерфейса 7 информация может отправляться на испытательную установку 2, через вход IN интерфейса 7 информация может получаться испытательной установкой 2, причем входной канал и выходной канал не обязательно должны быть реализованы отдельно друг от друга, но можно также использовать общую коммуникационную линию, например, с использованием шины.The processor 6 is connected to an interface 7 and an (internal) memory unit, which is designed as a non-volatile memory unit and operates as a parameter memory unit 8. Interface 7 is a communication connection with test set 2. Through the OUT of interface 7, information can be sent to test set 2, through the IN of interface 7, information can be received by test set 2, and the input channel and output channel do not have to be implemented separately from each other. friend, but you can also use a common communication line, for example, using a bus.

Испытательная установка 2 содержит по меньшей мере один тестовый датчик 9, датчик 10 частоты вращения, блок 11 регистрации данных, процессор 12 и интерфейс 13. Испытательная установка среди прочего предназначена для проведения калибровки датчика 5 вибрации с использованием упомянутого по меньшей мере одного тестового датчика 9. Указанный по меньшей мере один тестовый датчик 9 предназначен для того, чтобы измерять вибрации 3 электродвигателя 1. Для этого упомянутый по меньшей мере один тестовый датчик 9 вибротехнически связан с электродвигателем. Датчик 10 частоты вращения измеряет актуальную частоту вращения 4 электродвигателя 1. Как и тестовый датчик (тестовые датчики) 9, так и датчик 10 частоты вращения передают полученные измеренные значения на блок 11 регистрации данных, который в свою очередь может передавать информацию на процессор 12. Процессор 12 соединен с блоком 14 вывода данных, посредством которого может осуществляться, например, индикация балансировки, или могут выдаваться результаты заключительной проверки. Процессор к тому же соединен с интерфейсом 13, который, как и интерфейс 7 имеет вход IN и выход OUT. Вход IN интерфейса 13 коммуницирует с выходом OUT интерфейса 7, тогда как выход OUT интерфейса 13 коммуницирует с входом IN интерфейса 7. Дополнительно вход IN интерфейса 13 соединен с блоком 11 регистрации данных, а выход OUT интерфейса 13 соединен с базой 15 данных, которая представляет собой базу данных двигателя для сохранения рабочих параметров электродвигателя 1. Одновременно вход IN интерфейса 13 соединен с базой 16 данных PPS (Produkt-Planung und Steuerung – планирования и управления продукцией), которая сохраняет информацию о конструкции и свойствах электродвигателя 1.The test rig 2 comprises at least one test sensor 9, a speed sensor 10, a data logging unit 11, a processor 12 and an interface 13. The test rig is designed, among other things, to calibrate the vibration sensor 5 using said at least one test sensor 9. Said at least one test sensor 9 is designed to measure the vibrations 3 of the electric motor 1. To this end, the at least one test sensor 9 is connected to the electric motor with vibration technology. The speed sensor 10 measures the current speed 4 of the electric motor 1. Both the test sensor(s) 9 and the speed sensor 10 transmit the measured values obtained to the data recording unit 11, which in turn can transmit information to the processor 12. Processor 12 is connected to a data output unit 14, through which, for example, a balancing indication can be carried out, or the results of a final check can be output. The processor is also connected to interface 13, which, like interface 7, has an IN input and an OUT output. The IN of the interface 13 communicates with the OUT of the interface 7, while the OUT of the interface 13 communicates with the IN of the interface 7. Additionally, the IN of the interface 13 is connected to the data logging unit 11, and the OUT of the interface 13 is connected to the database 15, which is motor database for storing the operating parameters of the electric motor 1. At the same time, the IN input of the interface 13 is connected to the PPS (Produkt-Planung und Steuerung – product planning and control) database 16, which stores information about the design and properties of the electric motor 1.

На Фиг. 2 показана логическая схема, которая в качестве примера показывает сохранение параметрических данных в блоке 8 памяти параметров. На этапе 20 из базы 16 данных PPS загружаются внутренние характеристики системы вентилятора или, соответственно, его двигателя, или, соответственно, его конструктивных элементов. Эти параметрические данные могут включать в себя:On FIG. 2 shows a logic diagram which shows, as an example, the storage of parameter data in the parameter memory 8 . In step 20, the internal characteristics of the fan system or, respectively, its motor, or, respectively, its structural elements, are loaded from the PPS database 16 . This parametric data may include:

• центры тяжести и массы (например, ротор, крыльчатка вентилятора, втулка статора)• centers of gravity and mass (eg rotor, fan impeller, stator bushing)

• регулировочные усилия подшипника• bearing adjusting forces

• кривая зависимости осевого смещения от частоты вращения (вызываемой крыльчаткой вентилятора)• Axial displacement versus speed curve (caused by the fan impeller)

• магнитное притяжение между статором и ротором (радиальная сила)• magnetic attraction between stator and rotor (radial force)

• характеристические данные подшипника и его смазки, при необходимости, включая дату изготовления подшипника• characteristics of the bearing and its lubrication, if applicable, including the date of manufacture of the bearing

• максимально допустимый дисбаланс и/или фактический остаточный дисбаланс по результатам заключительной проверки• maximum allowable imbalance and/or actual residual imbalance based on the results of the final check

• особенности опоры, например, грязезащитное кольцо и т.д., оказывающие влияние на оценку ресурса подшипника• features of the bearing, such as a dirt ring, etc., which affect the assessment of bearing life

• геометрические данные электродвигателя или, соответственно, вентилятора• geometrical data of the electric motor or, respectively, of the fan

• допустимое или, соответственно, стандартное положение установки• Permissible or standard installation position

• пары значений максимально допустимая частота вращения/значение вибрации или, соответственно, характеристическая линия допустимая частота вращения/значение вибрации.• value pairs maximum permissible speed/vibration value or, respectively, characteristic line permissible speed/vibration value.

Эти или подобные параметрические данные могут получаться из разных источников базы 16 данных PPS. Так, было бы можно получать отдельную информацию из файлов данных CAD (Computer Aided Design). Другая информация может быть получена из технической конструкции или из измерений на конструктивно идентичном электродвигателе. Дополнительно параметрические данные могут быть получены путем калибровочных измерений и точно так же загружаться или собираться на этапе 20.This or similar parametric data may be obtained from various sources of the PPS database 16 . So, it would be possible to obtain individual information from CAD (Computer Aided Design) data files. Other information may be obtained from the technical design or from measurements on a structurally identical motor. Additionally, parametric data can be obtained from calibration measurements and downloaded or collected in step 20 in the same way.

На этапе 21 параметрические данные, которые были загружены или, соответственно, собраны на этапе 20, передаются для параметризации на интерфейс 13. Оттуда он передаются в базу 15 данных и на интерфейс 7 электродвигателя 1. База 15 данных может сохранять «цифровой двойник» электродвигателя, причем там эти параметрические данные могут быть записаны как компонент этого «цифрового двойника». На этапе 22 параметрические данные, которые были переданы на интерфейс 7, принимаются электродвигателем и сохраняются в блоке 8 памяти параметров.In step 21, the parametric data that was loaded or collected in step 20, respectively, is transferred to the interface 13 for parameterization. From there it is transferred to the database 15 and to the interface 7 of the motor 1. The database 15 can store a "digital twin" of the motor, and there these parametric data can be recorded as a component of this "digital twin". In step 22, the parametric data that has been transmitted to the interface 7 is received by the motor and stored in the parameter memory 8 .

На Фиг. 3 показана логическая схема одного примера выполнения предлагаемого изобретением способа, который использует эти параметрические данные. На этапе 25 на электродвигатель 1 подается питающее напряжение, так что блок электроники двигателя снабжается энергией и запускается. На этапе 26 проверяют, приводиться ли электродвигатель в первый раз в эксплуатацию после заключительной проверки. Если ответ на этот вопрос отрицательный, то переходят к этапу 27, на котором проведение способа заканчивается. Если же на этот вопрос получается положительный ответ, то с этапа 28 начинается собственно способ оценки. Здесь начинается ввод в эксплуатацию. На этапе 29 начинается процесс разгона, при котором частота вращения электродвигателя за несколько ступеней частоты вращения от частоты вращения, равной нулю, повышается до номинальной частоты вращения.On FIG. 3 shows a logic diagram of one exemplary embodiment of the method according to the invention which uses these parametric data. In step 25, the motor 1 is energized so that the motor electronics is supplied with power and started. In step 26, it is checked whether the motor is brought into operation for the first time after the final check. If the answer to this question is negative, then go to step 27, where the method ends. If this question is answered in the affirmative, then the actual evaluation method starts from step 28. This is where commissioning begins. At step 29, the acceleration process begins, in which the speed of the electric motor in several steps of the speed from the speed equal to zero, rises to the nominal speed.

На этапе 30 собираются измеренные значения датчиков электродвигателя, которые измеряются на этапах 31, 32 и 33. На этапе 31 с помощью блока измерения наклона определяется пространственная ориентация электродвигателя или, соответственно, его вала. На этапе 32 с помощью датчика вибрации измеряются вибрации электродвигателя и определяются значения вибраций. На этапе 33 определяется частота вращения электродвигателя. В частности, этапы 32 и 33 могут осуществляться для всех ступеней частоты вращения, хотя на логической схеме - из соображений наглядности - показан лишь один проход. Измерение положения установки - в большинстве сценариев применения - может осуществляться лишь один раз, так как положение установки не может изменяться.In step 30, the measured values of the motor sensors are collected, which are measured in steps 31, 32 and 33. In step 31, the spatial orientation of the motor or its shaft is determined using the inclination measuring unit. In step 32, vibrations of the motor are measured using a vibration sensor and vibration values are determined. In step 33, the motor speed is determined. In particular, steps 32 and 33 can be carried out for all speed stages, although in the logic diagram - for reasons of clarity - only one pass is shown. Mounting position measurement - in most application scenarios - can only be carried out once, as the mounting position cannot be changed.

На этапе 34 к полученным измеренным значениям из блока памяти параметров загружаются соответствующие параметрические данные. Этими параметрическими данными в данном случае являются допустимый диапазон пространственной ориентации электродвигателя, максимально допустимый дисбаланс электродвигателя, максимально допустимая вибрация и значения вибрации из заключительной проверки электродвигателя. Это символизируется полем 46, которое представляет собой параметрические данные, сохраненные в блоке 8 памяти параметров.In step 34, corresponding parametric data is loaded from the parameter memory to the obtained measured values. These parametric data in this case are the allowable range of the spatial orientation of the motor, the maximum allowable unbalance of the motor, the maximum allowable vibration and the vibration values from the final check of the motor. This is symbolized by field 46, which is the parameter data stored in the parameter memory block 8.

На этапе 35 пространственная ориентация электродвигателя, измеренная с помощью блока измерения наклона, сравнивается с параметрической информацией «допустимый диапазон пространственной ориентации» и, тем самым, оценивается измеренное значение пространственной ориентации электродвигателя. Если измеренная пространственная ориентация лежит вне допустимого диапазона, то на этапе 36 выдается предупредительное сообщение, согласно которому это положение установки лежит вне допустимого диапазона. После этого способ может быть прерван. Если измеренная пространственная ориентация лежит внутри этого допустимого диапазона, то переходят к этапу 37.In step 35, the motor attitude measured by the inclination measuring unit is compared with the parameter information "attitude tolerance range" and thereby the measured motor attitude value is estimated. If the measured spatial orientation is out of range, then at step 36 a warning message is issued, according to which this installation position is out of range. After that, the method can be interrupted. If the measured spatial orientation lies within this allowable range, then go to step 37.

На этапе 37 пары значений, состоящие из частоты вращения и относящегося к ней значения вибрации, сравниваются с пределами допусков, причем эти пределы допусков заданы предварительно загруженными параметрическими данными. Если значение вибрации лежит вне пределов допусков, то на этапе 38 осуществляется соответствующая редакция на это. При этом, во-первых, выдается предупредительное сообщение о том, что значение вибрации больше, чем максимально допустимые вибрация. Во-вторых, может происходить снижение частоты вращения, с которой должны снижаться вибрации. Если вибрации существенно снижаются при относительно небольшом изменении частоты вращения, то можно сделать вывод о наличии точки резонанса. В этом случае способ в принципе может продолжаться. Если снижение частоты вращения не дает заметного снижения вибраций, то способ может быть полностью прерван. Соответствующее может произойти, если значение вибрации лежит существенно выше максимально допустимого значения вибрации.In step 37, pairs of values consisting of the rotational speed and the associated vibration value are compared with tolerance limits, these tolerance limits being predetermined by preloaded parametric data. If the vibration value lies outside the tolerances, then at step 38 the corresponding revision is made to this. In this case, firstly, a warning message is issued stating that the vibration value is greater than the maximum allowable vibration. Secondly, there may be a reduction in the speed at which vibrations must be reduced. If vibrations are significantly reduced with a relatively small change in speed, then we can conclude that there is a resonance point. In this case, the method can in principle continue. If the reduction in speed does not result in an appreciable reduction in vibrations, then the method can be completely interrupted. Corresponding can occur if the vibration value lies substantially above the maximum allowable vibration value.

На этапе 39 актуально измеренное значение вибрации сравнивается с теми значениями вибрации, которые были реализованы во время заключительной проверки электродвигателя. Если актуально измеренные значения вибрации лежат значительно выше значений вибрации из заключительной проверки, то очень вероятно, что имеет место повреждение или некорректное встраивание электродвигателя. При оценке актуально измеренных значений вибрации при этом учитываются вибрации установочной среды. Для этого вибрации определяются при частоте вращения электродвигателя, равной нулю, и вычитаются из значений вибрации при частоте вращения, не равной нулю. Благодаря этому можно избежать ошибочного решения вследствие вибраций от установочной среды. Если значения вибрации из калибровочного измерения существенно превышены, то на этапе 40 может быть указано, что очень вероятно наличие повреждения при транспортировке или дефекта при сборке. Также и в этом случае выполнение дальнейших этапов способа может прерываться, так что можно предотвратить последующие повреждения электродвигателя или, соответственно, вентилятора.In step 39, the currently measured vibration value is compared with the vibration values that were realized during the final motor test. If the currently measured vibration values are significantly higher than the vibration values from the final check, it is very likely that the motor has been damaged or incorrectly installed. When evaluating the currently measured vibration values, the vibrations of the installation environment are taken into account. To do this, the vibrations are determined at a motor speed equal to zero and subtracted from the vibration values at a speed not equal to zero. In this way, an erroneous decision due to vibrations from the installation environment can be avoided. If the vibration values from the calibration measurement are substantially exceeded, then at step 40 it may be indicated that there is a high likelihood of shipping damage or assembly defect. Also in this case, further process steps can be interrupted, so that subsequent damage to the motor or the fan can be prevented.

На этапе 41 тогда достигается номинальная частота вращения электродвигателя, и процесс разгона завершен. После этого на этапе 42 можно рассчитать фактически действующие на подшипник силы. Для этого определенная на этапе 31 пространственная ориентация, которая использует определенные на этапе 32 значения вибрации и определенную на этапе 33 частоту вращения. Дополнительно из блока памяти параметров загружаются другие параметрические данные, которые могут включать в себя, например, регулировочные усилия подшипника, геометрическую информацию об электродвигателе, геометрическую информацию о рабочем колесе, кривую зависимости осевого смещения от частоты вращения и информацию о массах частей электродвигателя.In step 41, the rated speed of the motor is then reached and the acceleration process is completed. Thereafter, in step 42, the forces actually acting on the bearing can be calculated. For this, the spatial orientation determined in step 31, which uses the vibration values determined in step 32 and the speed determined in step 33, is used. Additionally, other parametric data is loaded from the parameter memory, which may include, for example, bearing adjusting forces, motor geometric information, impeller geometric information, axial displacement vs. speed curve, and information about the masses of the motor parts.

Тогда по вычисленным таким образом фактически действующим силам на этапе 43 оценивается ресурс подшипника в качестве контрольного значения. Он может быть обозначен как номинальный ресурс L10h подшипника. Он определен в стандарте ISO 281 и указывает ресурс, который достигается у 90% подшипников, испытываемых при одинаковых условиях эксплуатации. Таким образом, этот номинальный ресурс L10h означает 10%-ную вероятность выхода из строя.The bearing life is then estimated from the actual forces thus calculated in step 43 as a reference value. It can be referred to as the nominal life L10h of the bearing. It is defined in the ISO 281 standard and indicates the life that is achieved with 90% of bearings tested under the same operating conditions. Thus, this nominal life L10h means a 10% probability of failure.

На этапе 44 это контрольное значение ресурса подшипника, а также данные, которые были получены во время проведения данного способа, сохраняются во внутреннем блоке памяти блока электроники двигателя. Далее, на этапе 45 указывается, что был достигнут номинальный режим. Тогда способ заканчивается на этапе 27, который представляет собой номинальный режим электродвигателя.In step 44, this bearing life reference value, as well as the data that was obtained during this method, is stored in the internal memory of the engine electronics. Next, at step 45, it is indicated that the nominal mode has been reached. The method then ends at step 27, which is the nominal mode of the motor.

Дополнительно полученные во время осуществления способа измеренные значения и/или результаты оценки могут передаваться в базу 15 данных. Так, например, контрольное значение номинального ресурса L10h и измеренные значения для вибраций установочной среды могут передаваться в база данных и дополнять «цифровой двойник». Дополнительно или альтернативно возможно также, что информация, полученная, например, в среде индустрии 4.0, отправляется на блок мониторинга, причем блок мониторинга контролирует режим работы электродвигателя.Additionally, measured values and/or evaluation results obtained during the implementation of the method can be transferred to the database 15 . So, for example, the reference value of the nominal life L10h and the measured values for the vibrations of the installation environment can be transferred to the database and complement the "digital twin". Additionally or alternatively, it is also possible that information obtained, for example, in an industry 4.0 environment, is sent to a monitoring unit, the monitoring unit monitoring the operating mode of the electric motor.

В отношении других предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого изобретением способа - во избежание повторов - здесь делается отсылка к общей части описания, а также к последующей формуле изобретения.With regard to other preferred embodiments of the method according to the invention, in order to avoid repetition, reference is made here to the general part of the description, as well as to the following claims.

И, наконец, следует четко указать на то, что вышеописанный пример выполнения служит лишь для разъяснения заявляемой идеи, однако, она не ограничивается этим примером выполнения.And, finally, it should be clearly indicated that the above exemplary embodiment serves only to clarify the claimed idea, however, it is not limited to this exemplary embodiment.

Перечень ссылочных обозначенийList of reference symbols

1 электродвигатель1 electric motor

2 установка окончательной проверки2 installation final check

3 вибрации3 vibrations

4 частота вращения4 speed

5 датчик вибраций5 vibration sensor

6 процессор6 processor

7 интерфейс7 interface

8 блок памяти параметров8 parameter memory

9 тестовый датчик9 test probe

10 датчик частоты вращения10 speed sensor

11 блок регистрации данных11 data logger

12 процессор12 processor

13 интерфейс13 interface

14 блок вывода данных14 data output block

15 база данных15 database

16 база данных PPS16 PPS database

Claims

1. A method for assessing the readiness for operation of an electric motor, in particular a fan motor, preferably during initial commissioning, including the following steps:

initiating the acceleration process of the electric motor, and the rotational speed during the acceleration process is changed in several steps of the rotational speed,

generating at least one measured value by means of a corresponding measurement of a physical quantity using a motor sensor in at least one of the speed steps,

loading at least one parametric information from the motor parameter memory, wherein said at least one parametric information corresponds to the generated at least one measured value, and

evaluating said at least one measured value for at least one of the speed steps using the loaded at least one parametric information.

2. The method according to claim 1, characterized in that the acceleration process starts at the lower speed and increases in speed steps up to the upper speed, and the lower speed preferably corresponds to a speed equal to zero - stopping the motor, and the upper speed rotation is preferably the rated speed of the motor.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that, before the step of generating said at least one measured value, it is checked whether the motor speed has reached the set speed step.

4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that at the stage of evaluating the said at least one measured value, compliance with the boundary condition is checked, and if the boundary condition is not met, a warning message is issued, and/or the method is interrupted.

5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the bearing life is additionally estimated, and when estimating the bearing life, several parametric data are loaded and/or several measured values are measured.

6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the parametric data includes control values, and/or design information about the electric motor, and/or design information about the load driven by the electric motor, and/or characteristics of the electric motor, and/or characteristics of the components, and/or information about the performance properties of the electric motor.

7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the steps of generating at least one measured value, downloading at least one parametric information and evaluating said at least one measured value are carried out for each of the speed steps.

8. The method according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that at the stage of generating the said at least one measured value, the acceleration and/or speed of the vibration of the motor is measured by means of the motor vibration sensor and the vibration value is generated.

9. The method according to claim 8, characterized in that the generation of the vibration value is carried out at a rotational speed equal to zero, when the motor is stopped, in order to determine the vibrations of the installation environment of the motor.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that at the stage of loading said at least one parametric information, the maximum allowable vibration is loaded and at the stage of estimating the measured value is compared with the generated vibration value.

11. The method according to any one of paragraphs. 8-10, characterized in that at the step of loading said at least one parametric information, the vibration value generated during the calibration measurement of the electric motor for the current speed is loaded and, at the step of evaluating the measured value, it is compared with the generated vibration value.

12. The method according to any one of paragraphs. 8-11, characterized in that the first vibration value is determined during the stop of the electric motor, and the second vibration value is determined at a non-zero rotational speed, and when the second vibration value, minus the first vibration value, deviates by a predetermined degree from that generated during the calibration measurement motor, vibration values for a speed other than zero indicate the presence of damage.

13. The method according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that at the stage of generating said at least one measured value, the spatial orientation of the electric motor is measured.

14. The method according to claim 13, characterized in that at the stage of loading said at least one parametric information, the allowable range of the spatial orientation of the motor is loaded, and at the stage of evaluating the measured value, it is checked whether the spatial orientation lies in the allowable range.

15. An electric motor, preferably designed for implementing the method according to any one of paragraphs. 1-14 comprising a parameter memory and an interface for transmitting parametric data, wherein the parameter memory is configured to store parametric data transmitted via the interface during the parameterization process.

16. An electric motor according to claim 15, characterized in that the parametric data includes the center of gravity of the electric motor or parts of the electric motor, and / or the mass of the electric motor or parts of the electric motor, and / or the adjusting forces of the bearing, and / or the characteristics of the bearing, and / or the maximum allowable unbalance of the electric motor, and/or geometric data of the electric motor, and/or allowable range of spatial orientation of the electric motor, and/or maximum allowable speed of the electric motor, and/or characteristic of the magnetic attraction between the stator and the rotor of the electric motor.

17. A fan with an electric motor according to claim 15 or 16 and an impeller, the impeller being connected to the rotor of the electric motor.

18. The fan according to claim 17, characterized in that the parametric data includes the maximum allowable fan unbalance, and/or the geometric data of the impeller, and/or information about the impeller variant, and/or the axial displacement vs. speed curve .