WO2011085805A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz Download PDF

Info

Publication number
WO2011085805A1
WO2011085805A1 PCT/EP2010/050281 EP2010050281W WO2011085805A1 WO 2011085805 A1 WO2011085805 A1 WO 2011085805A1 EP 2010050281 W EP2010050281 W EP 2010050281W WO 2011085805 A1 WO2011085805 A1 WO 2011085805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
size
value
asynchronous motor
control variable
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/050281
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Nitz
Norbert Rüdiger KLAES
Original Assignee
Mk-Regler Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mk-Regler Gmbh filed Critical Mk-Regler Gmbh
Priority to PCT/EP2010/050281 priority Critical patent/WO2011085805A1/de
Priority to EP10700536A priority patent/EP2545640A1/de
Priority to CN2010800627408A priority patent/CN102844978A/zh
Priority to KR1020127020896A priority patent/KR20130108497A/ko
Priority to US13/521,795 priority patent/US8872468B2/en
Publication of WO2011085805A1 publication Critical patent/WO2011085805A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/04—Single phase motors, e.g. capacitor motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using ac to ac converters without intermediate conversion to dc
    • H02P27/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using ac to ac converters without intermediate conversion to dc varying the frequency by omitting half waves

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a
  • the document DE 100 61 293 AI shows a method and an apparatus for
  • a three-phase AC power is supplied to excite the induction motor.
  • a DC voltage and a DC current are measured and used to determine an estimated active power. From the estimated active power conclusions about the load of the asynchronous motor can be obtained. Further, an estimated torque generating current value is determined and compared with the actual torque generating current value. Furthermore, the difference between the actual and the estimated torque-generating current value is determined. Depending on this particular difference, the estimated active power is changed. Depending on this, the asynchronous motor supplied three-phase AC power can be changed.
  • Another conventional device for operating a three-phase asynchronous motor is described in the publication DE 102008 018 625 AI.
  • An object of the present invention is to operate an asynchronous motor more effectively.
  • this object is achieved by a method having the features of claim 1 and / or by a device having the features of claim 15.
  • a method for operating an asynchronous motor with increased efficiency which has the following steps: In a first step, ranges for an engine size of the asynchronous motor are determined. In a second step, a value of the motor size is calculated as a function of at least one measured value of a measured variable during operation of the asynchronous motor, wherein the respective calculated value of the motor size is assigned to one of the ranges. Furthermore, in a third step, a control variable is changed in dependence on the calculated motor size associated area to provide an optimized control variable such that the control variable is changed from a set for the respective range of engine size start value until a predetermined criterion for a given engine size is reached is. In a fourth step, the optimized control quantity is called
  • a computer program product such as a computer program means can be provided or supplied, for example, as a storage medium, such as memory card, USB stick, floppy disk, CD stick, CD-ROM, DVD or even in the form of a downloadable file from a server in a network. This can be done, for example, in a wireless communication network by the transmission of a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
  • a storage medium such as memory card, USB stick, floppy disk, CD stick, CD-ROM, DVD or even in the form of a downloadable file from a server in a network.
  • This can be done, for example, in a wireless communication network by the transmission of a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
  • an apparatus for operating an asynchronous motor with increased efficiency is proposed.
  • the apparatus has a first means for defining ranges for an engine size of the asynchronous motor.
  • the device has a second means for calculating a value of the motor size as a function of at least one measured value of a measured variable during operation of the asynchronous motor, wherein the respective value of the motor size is assigned to one of the areas. Furthermore, the device has a third means for changing a control variable as a function of the area associated with the calculated motor size in order to provide an optimized control variable. In this case, the third means changes the control variable in such a way that the control variable is changed starting from a start value determined for the respective region of the engine size until a
  • the device has a fourth means for storing the optimized control variable as a support point of a continuous optimum characteristic curve for the control variable as a function of the calculated motor size associated region.
  • a three-phase controller for driving an asynchronous motor which has a device as described above for operating the asynchronous motor with increased efficiency.
  • An advantage of the present invention is that the asynchronous motor can be operated more effectively by providing and using the continuous optimal characteristic.
  • optimization phase no permanent control with corresponding control times is necessary. Rather, the optimization is reduced to a single setting process according to the determined optimum characteristic. This is how the optimum motor voltage of the asynchronous motor becomes determined quickly and accurately. Another advantage is that control oscillations can be avoided.
  • the particular motor size of the asynchronous motor for which a particular criterion, for example a threshold, is to be achieved may be the same motor size for which the ranges are specified. Alternatively, it may also be different motor sizes of the asynchronous motor, for example, the active power and the reactive power. For example, ranges for the active power can be set and a value of the active power can be calculated, for example, as a function of the motor voltage. Further, a control quantity, such as the control angle, becomes dependent on the calculated one
  • Active power associated range changed such that the control angle is changed starting from a fixed for the respective range of active power start value until a predetermined criterion for the reactive power is reached.
  • Other possible motor sizes are a power factor, a motor current or predetermined angular sizes.
  • the interpolation point is extrapolated to at least one region adjacent to the region of the calculated value of the engine size.
  • at least one extrapolated point of the optimum characteristic is provided.
  • the respective extrapolated location is set as the starting value for the respective adjacent area.
  • the second to fourth steps are carried out until each of the areas has been optimized exactly once.
  • the motor size is the active power received during operation of the asynchronous motor.
  • a plurality of regions are defined for the active power recorded during operation of the asynchronous motor. Then, a respective value of the active power is calculated as a function of a respective measured value of the motor current and / or of a respective measured value of the motor voltage during operation of the asynchronous motor. The respective value of the active power is assigned to one of the areas.
  • the provided areas are overlapping.
  • a potential continuous swinging between adjacent intervals is suppressed.
  • the control variable is preferably a control angle, a blocking time or a blocking angle.
  • the control angle ⁇ or ignition delay angle ⁇ is defined as the angle between the zero crossing of the motor voltage and the beginning of the current flow of the motor current.
  • the locking angle ⁇ is defined as the angle between the extinction and the restart of the current flow of the motor current.
  • the blocking time in particular the blocking time of the thyristor of the three-phase controller, is defined as the period corresponding to the blocking angle ⁇ .
  • the blocking time corresponds to the length of the current gap.
  • the current gap is the time in which no motor current flows.
  • the blocking state of the thyristor is preferably determined and evaluated by detecting the blocking voltage.
  • the optimum criterion can relate, for example, to the recorded active power of the asynchronous motor and thus to the energy consumption of the asynchronous motor. As already described above, it is also possible to additionally evaluate the recorded reactive power, the motor current or variables derived therefrom for an optimal criterion. Since the motor size to be optimized itself is heavily dependent on the operating point, according to the invention, the motor size to be optimized is not controlled directly, but according to the invention
  • Optimum characteristic curve for the control variable or manipulated variable of the three-phase controller depending on used another motor size is, for example, the absorbed active power as a feature of the load condition of the asynchronous motor.
  • an initial characteristic curve is provided, which in each case comprises a defined starting value for the respective region of the engine size.
  • the respective starting value reduces the effort, in particular the temporal
  • the third and fourth steps are started when the engine size observed according to the second step is stable.
  • the engine size observed according to the fourth step is determined to be stable if temporal changes of the observed engine size are within a specific threshold window.
  • the threshold window is determined in advance in particular.
  • Three-phase controller changed.
  • the effects on the engine size to be optimized are observed. If the effects and thus the changes were advantageous, the manipulated variable in the optimal characteristic curve is adopted at least provisionally and potentially further modified in the further course of the optimization until the optimum criterion has been reached or exceeded.
  • the value of the control value determined in this way is stored as an optimized value or interpolation point in the optimum characteristic.
  • the optimization of a range is interrupted when the engine size determining the range has changed by more than a predetermined threshold.
  • the extrapolation of the interpolation point is carried out as a function of a predetermined monotonic behavior of the asynchronous motor.
  • the blocking voltage of the thyristors is evaluated for detecting the load step. If the blocking voltage or a quantity derived therefrom, for example the sum of the amounts of the three blocking voltages of the three phases, exceeds a threshold value, then the load jump is detected. In this case, the reverse voltage of the tyristors can be detected separately. Alternatively, the blocking voltage can also be calculated from the mains voltage and the motor voltage.
  • Control variable preferably continuously fed back to the characteristic value of the optimal characteristic of the assigned area.
  • This feedback takes place as a function of a time control or as a function of a signal for detecting the load jump.
  • optimization may be interrupted so often without the optimum characteristic curve being able to be determined with sufficient accuracy.
  • the characteristic is preferably estimated from empirical values and / or calculations to ensure the safe operation of the engine. This estimate can be made during operation of the asynchronous motor or outside the operation of the asynchronous motor. For this reason, an improvement of the engine behavior is advantageously possible for such applications with frequently varying operating points.
  • Figure 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram to illustrate the invention
  • Figure 4 is a schematic flow diagram of a first embodiment of the method according to the invention for operating an asynchronous motor with increased efficiency
  • Figure 5 is a schematic flow diagram of a second embodiment of the method according to the invention for operating an asynchronous motor with increased efficiency
  • FIG. 6 shows a schematic diagram for illustrating the angle-dependent
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an exemplary embodiment of FIG.
  • the device 10 has a first means 11, a second means 12, a third means 13 and a fourth means 14.
  • the first means 11 is arranged for defining regions A, A1-A9 for an engine size of the induction motor 20.
  • the x-axis of Figure 2 shows an engine size of the induction motor 20 and various areas AI to A9.
  • the second means 12 is set up to calculate a value B of the motor variable as a function of at least one measured value C of a measured variable during operation of the asynchronous motor 20.
  • the respective calculated value B of the engine size is assigned to one of the areas A, A1-A9.
  • a measuring device 40 is provided, which is coupled between the asynchronous motor 20 and the device 10.
  • the third means 13 of the device 10 is adapted to a control quantity in
  • the fourth means 14 is adapted to the optimized control variable D as a support point of a continuous optimal characteristic F for the control variable as a function of the calculated
  • the provided continuous optimal characteristic F is provided to the three-phase current controller 30.
  • the three-phase controller 30 is set up to generate a drive signal G for controlling the asynchronous motor 20 as a function of the continuous optimum characteristic F.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram for illustrating the continuous optimum characteristic F. according to the invention.
  • the x-axis of FIG. 2 denotes the motor size, whereas the y-axis shows the control quantity.
  • the x-axis and thus the motor size are in
  • the optimal characteristic curve F according to the invention for the control variable is continuous.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram for the representation of the continuous optimum characteristic F according to the invention and the initial characteristic E.
  • the x-axis denotes the motor size and y- Axis the control variable.
  • FIG. 4 shows a schematic flow diagram of a first exemplary embodiment of the method according to the invention for operating an asynchronous motor 20 with increased efficiency.
  • the first embodiment of Figure 4 has the following steps S41 to S44 and will be described with reference to Figure 1:
  • Step S41 Areas A, A1-A9 for an engine size of the asynchronous motor 20 are set.
  • a value B of the motor size is calculated as a function of at least one measured value C of a measured variable during operation of the asynchronous motor 20.
  • the respective calculated value B of the engine size is assigned to one of the areas A, A1-A9.
  • a plurality of areas A1-A9 are used during operation of the
  • Asynchronous motor 20 recorded active power set. Accordingly, it is in operation recorded active power a suitable example of the size of the engine. Then, a respective value B of the active power is calculated as a function of a respective measured value C of the motor current I (see FIG. 6) and / or of a respective measured value C of the motor voltage U during operation of the asynchronous motor 20. Accordingly, the respective calculated value B of the active power is assigned to one of the areas A1-A9.
  • a control variable is changed in dependence on the calculated motor size B associated area A, A1-A9 to provide an optimized control variable D such that the control variable is changed starting from a set for the respective area A of the engine size start value E until a predetermined criterion for a certain engine size is reached.
  • Motor size is preferably an initial characteristic E used (see Figure 3).
  • the control quantity is designed, for example, as a control angle, a blocking angle ⁇ or as a blocking time.
  • 6 shows a schematic diagram for illustrating the angle-dependent motor voltage U and the angle-dependent motor current I of an asynchronous motor 20.
  • FIG. 6 also shows the control angle, which is the angle between the zero crossing of the motor voltage U and the beginning of the motor
  • FIG. 6 shows the locking angle ⁇ , which is determined as the angle between the extinction and the restart of Stromfuusses the motor current I.
  • the optimized control variable D is stored as a support point of a continuous optimal characteristic curve F for the control variable as a function of the region A, A1-A9 assigned to the calculated motor size B.
  • steps S42 through S44 are performed until each of the areas A1-A9 has been optimized just once.
  • the steps S43 and S44 are preferably started when the engine amount observed according to the step S42 is stable.
  • the observed engine size is determined to be stable, especially in case of temporal changes of the observed
  • Threshold window is specifically determined or set in advance.
  • the control variable can be changed differently from the continuous optimum characteristic F such that the motor voltage U increases in order to prevent tilting of the asynchronous motor 20. After this change to prevent tilting of the asynchronous motor 20, the control quantity is continuously returned to the characteristic value of the optimum characteristic F of the assigned area A1-A9.
  • FIG. 5 shows a schematic flow diagram of a second exemplary embodiment of the method according to the invention for operating an asynchronous motor 20 with increased efficiency.
  • the steps S51 to S54 of FIG. 5 correspond to the steps S41 to S44 of FIG. 4 and are therefore not explained again.
  • the interpolation point stored according to step S44 or S54 is extrapolated to at least one region adjacent to the region, for example region AI, of the calculated value B of the engine size, for example region A2, to provide at least one extrapolated point of the optimum characteristic F.
  • This extrapolation of the support point is preferably dependent on a predetermined monotony behavior of the
  • Step S56 is asynchronous motor 20 performed.
  • the respective extrapolated support point is set as the starting value for the respective adjacent area, for example the area A2.

Abstract

Erfindungsgemäß werden Bereichen für eine Motorgröße des Asynchronmotors festgelegt. Weiter wird ein Wert der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors berechnet, wobei der jeweilige berechnete Wert der Motorgröße einem der Bereiche zugeordnet ist. Weiterhin wird eine Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße derart verändert, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich der Motorgröße festgelegten Startwert geändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist. Ferner wird die optimierte Steuergröße als Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches gespeichert. Somit kann der Asynchronmotor durch eine Ansteuerung mittels der bereitgestellten stetigen Optimalkennlinie effektiver betrieben. Ein Blockschaltbild für eine entsprechende Vorrichtung, Ablaufdiagramme für entsprechende Verfahren und ein Computerprogramm-Produkt zur Durchführung eines solchen Verfahrens sind angegeben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Asynchronmotors
mit gesteigerter Effizienz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz.
Die Druckschrift DE 100 61 293 AI zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Verbessern der Effizienz eines Asynchronmotors. Dabei wird eine Dreiphasen- Wechselstromleistung zugeführt, um den Asynchronmotor zu erregen. Eine Gleichspannung und ein Gleichstrom werden gemessen und verwendet, um eine geschätzte Wirkleistung zu bestimmen. Aus der geschätzten Wirkleistung können Rückschlüsse auf die Belastung des Asynchronmotors erhalten werden. Weiter wird ein geschätzter drehmomenterzeugender Stromwert bestimmt und mit dem tatsächlichen drehmomenterzeugenden Stromwert verglichen. Weiterhin wird die Differenz zwischen dem tatsächlichen und dem geschätzten drehmomenterzeugenden Stromwert bestimmt. In Abhängigkeit dieser bestimmten Differenz wird die geschätzte Wirkleistung geändert. Abhängig davon kann die dem Asynchronmotor zugeführte Dreiphasen- Wechselstromleistung verändert werden.
Weiter sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung der Effizienz eines
Elektromotors aus der Druckschrift DE 10 2005 036 802 B3 bekannt. Eine weitere herkömmliche Vorrichtung zum Betrieb eines dreiphasigen Asynchronmotors ist in der Druckschrift DE 102008 018 625 AI beschrieben.
Ferner wird ein Beispiel eines Drehstromstellers in "Soft-Started Induction Motor Modeling and Heating Issues for Different Starting Profiles Using a Flux Linkage ABC Frame of Reference ", von Mark G. Solveson, Behrooz Mirafzal, und Nabeel A. O. Demerdash, in IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 42, NO. 4,
JULI/AUGUST 2006, gezeigt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Asynchronmotor effektiver zu betreiben.
Erfindungsgemäß wird diese gestellte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz vorgeschlagen, welches folgende Schritte hat: In einem ersten Schritt werden Bereiche für eine Motorgröße des Asynchronmotors festgelegt. In einem zweiten Schritt wird ein Wert der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors berechnet, wobei der jeweilige berechnete Wert der Motorgröße einem der Bereiche zugeordnet ist. Weiter wird in einem dritten Schritt eine Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße derart verändert, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich der Motorgröße festgelegten Startwert geändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist. In einem vierten Schritt wird die optimierte Steuergröße als
Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches gespeichert.
Weiter wird ein Computerprogramm-Produkt vorgeschlagen, welches auf einer
programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung eines wie oben beschriebenen
Verfahrens gemäß der Erfindung veranlasst.
Ein Computerprogramm-Produkt wie ein Computerprogramm-Mittel kann beispielsweise als Speichermedium, wie Speicherkarte, USB-Stick, Floppy, CD-Stick, CD-ROM, DVD oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogramm-Produkt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen. Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz vorgeschlagen. Die Vorrichtung hat ein erstes Mittel zum Festlegen von Bereichen für eine Motorgröße des Asynchronmotors. Weiterhin weist die Vorrichtung ein zweites Mittel zum Berechnen eines Wertes der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors, wobei der jeweilige Wert der Motorgröße einem der Bereiche zugeordnet ist. Ferner hat die Vorrichtung ein drittes Mittel zum Verändern einer Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße. Dabei verändert das dritte Mittel die Steuergröße derart, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich der Motorgröße festgelegten Startwert verändert wird, bis ein
vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist. Außerdem hat die Vorrichtung ein viertes Mittel zum Abspeichern der optimierten Steuergröße als Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches.
Außerdem wird ein Drehstromsteller zur Ansteuerung eines Asynchronmotors vorgeschlagen, welcher eine wie oben erläuterte Vorrichtung zum Betreiben des Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz aufweist. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Asynchronmotor durch die Bereitstellung und Verwendung der stetigen Optimalkennlinie effektiver betrieben werden kann.
Durch die stetige Optimalkennlinie ist eine adaptive Optimierung des Betriebspunktes der Asynchronmaschine oder des Asynchronmotors möglich.
Insgesamt ergibt sich aus einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schon nach wenigen Lastzyklen eine ausreichend optimierte Kennlinie. Ein Vorteil der Verwendung der erfindungsgemäß generierten Optimalkennlinie liegt darin, dass nach Abschluss der
Optimierungsphase keine ständige Regelung mit entsprechenden Regelzeiten notwendig ist. Vielmehr reduziert sich die Optimierung auf einen einzigen Stellvorgang gemäß der ermittelten Optimalkennlinie. So wird die optimale Motorspannung des Asynchronmotors schnell und genau ermittelt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Regelschwingungen vermieden werden können.
Die bestimmte Motorgröße des Asynchronmotors, für die ein bestimmtes Kriterium, zum Beispiel ein Schwellwert, zu erreichen ist, kann die gleiche Motorgröße sein, für welche die Bereiche festgelegt sind. Alternativ können es auch unterschiedliche Motorgrößen des Asynchronmotors sein, zum Beispiel die Wirkleistung und die Blindleistung. Beispielsweise können Bereiche für die Wirkleistung festgelegt werden und ein Wert der Wirkleistung kann zum Beispiel in Abhängigkeit der Motorspannung berechnet werden. Weiter wird eine Steuergröße, wie zum Beispiel der Steuerwinkel, in Abhängigkeit des der berechneten
Wirkleistung zugeordneten Bereiches derart verändert, dass der Steuerwinkel beginnend von einem für den jeweiligen Bereich der Wirkleistung festgelegten Startwert verändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für die Blindleistung erreicht ist. Weitere mögliche Motorgrößen sind ein Leistungsfaktor, ein Motorstrom oder vorbestimmte Winkelgrößen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Stützstelle auf zumindest einen zu dem Bereich des berechneten Wertes der Motorgröße benachbarten Bereich extrapoliert. Dadurch wird zumindest eine extrapolierte Stelle der Optimalkennlinie bereitgestellt. Darüber hinaus wird die jeweilige extrapolierte Stelle als Startwert für den jeweiligen benachbarten Bereich festgelegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der zweite bis vierte Schritt solange durchgeführt, bis jeder der Bereiche genau einmal optimiert worden ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Motorgröße die im Betrieb des Asynchronmotors aufgenommene Wirkleistung. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird eine Mehrzahl von Bereichen für die im Betrieb des Asynchronmotors aufgenommene Wirkleistung festgelegt. Dann wird ein jeweiliger Wert der Wirkleistung in Abhängigkeit von einem jeweiligen gemessenen Wert des Motorstromes und/oder von einem jeweiligen gemessenen Wert der Motorspannung bei Betrieb des Asynchronmotors berechnet. Der jeweilige Wert der Wirkleistung ist einem der Bereiche zugeordnet.
Vorzugsweise sind die bereitgestellten Bereiche überlappend. Auf Grund der Verwendung von überlappenden Bereichen wird vorteilhafterweise ein potenziell ständiges Hin- und Herschwingen zwischen benachbarten Intervallen unterdrückt.
Die Steuergröße ist vorzugsweise ein Steuerwinkel, eine Sperrzeit oder ein Sperrwinkel. Der Steuerwinkel α oder Zündverzögerungswinkel α ist definiert als der Winkel zwischen dem Nulldurchgang der Motorspannung und dem Beginn des Stromflusses des Motorstroms. Der Sperrwinkel γ ist definiert als der Winkel zwischen dem Verlöschen und dem erneuten Beginn des Stromflusses des Motorstromes. Die Sperrzeit, insbesondere die Sperrzeit des Thyristors des Drehstromstellers, ist definiert als die zum Sperrwinkel γ korrespondierende Zeitdauer. Dabei entspricht die Sperrzeit der Länge der Stromlücke. Die Stromlücke ist die Zeitdauer, in welcher kein Motorstrom fließt. Der Sperrzustand des Thyristors wird vorzugsweise durch eine Erfassung der Sperrspannung ermittelt und ausgewertet.
Insbesondere wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder mittels des
Drehstromstellers mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Motorspannung des
Asynchronmotors derart reduziert, dass das definierte Optimalkriterium durch die
erfindungsgemäß bereitgestellte Optimalkennlinie erreicht wird. Das Optimalkriterium kann sich beispielsweise auf die aufgenommene Wirkleistung des Asynchronmotors und damit auf den Energieverbrauch des Asynchronmotors beziehen. Wie oben bereits beschrieben, besteht weiterhin die Möglichkeit, zusätzlich die aufgenommene Blindleistung, den Motorstrom oder davon abgeleitete Größen für ein Optimalkriterium auszuwerten. Da die zu optimierende Motorgröße selbst stark vom Betriebspunkt abhängig ist, wird erfindungsgemäß die zu optimierende Motorgröße nicht direkt geregelt, sondern erfindungsgemäß wird die
Optimalkennlinie für die Steuergröße oder Stellgröße des Drehstromstellers in Abhängigkeit einer weiteren Motorgröße verwendet. Diese weitere Motorgröße ist beispielsweise die aufgenommene Wirkleistung als Merkmal des Belastungszustandes des Asynchronmotors.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird eine Initialkennlinie bereitgestellt, welche jeweils einen festgelegten Startwert für den jeweiligen Bereich der Motorgröße umfasst. Der jeweilige Startwert reduziert den Aufwand, insbesondere den zeitlichen
Aufwand, für die Bereitstellung der optimierten Steuergröße.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden der dritte und vierte Schritt gestartet, wenn die gemäß dem zweiten Schritt beobachtete Motorgröße stabil ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die gemäß dem vierten Schritt beobachtete Motorgröße als stabil bestimmt, falls zeitliche Änderungen der beobachteten Motorgröße innerhalb eines bestimmten Schwellwertfensters liegen. Das Schwellwertfenster wird insbesondere vorab bestimmt.
Die Optimierung eines jeden Bereiches oder Intervalls der Optimalkennlinie wird gestartet, wenn die beobachtete Motorgröße durch Auswertung der zeitlichen Änderungen als stabil betrachtet werden kann. In diesem Fall wird die Steuergröße oder Stellgröße des
Drehstromstellers verändert. Die Auswirkungen auf die zu optimierende Motorgröße werden dabei beobachtet. Waren die Auswirkungen und damit die Veränderungen vorteilhaft, wird die Stellgröße in der Optimalkennlinie zumindest vorläufig übernommen und im weiteren Verlauf der Optimierung potenziell weiter verändert, bis das Optimalkriterium erreicht oder überschritten ist. Der so ermittelte Wert der Steuergröße wird als optimierter Wert oder Stützstelle in der Optimalkennlinie gespeichert. Die Optimierung eines Bereiches wird unterbrochen, wenn sich die den Bereich bestimmende Motorgröße um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert geändert hat.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das Extrapolieren der Stützstelle in Abhängigkeit eines vorbestimmten Monotonieverhaltens des Asynchronmotors durchgeführt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird nach einem jeden Abspeichern einer Stützstelle ein Extrapolieren der abgespeicherten Stützstelle auf zumindest einen zu dem Bereich des berechneten Wertes der Motorgröße benachbarten Bereich in Abhängigkeit des vorbestimmten Monotonieverhaltens durchgeführt.
Mit der Kenntnis des Monotonieverhaltens des Asynchronmotors kann vorteilhafterweise nach jeder Verbesserung oder Änderung der Optimalkennlinie durch vorläufig oder endgültig optimierte Werte (Stützstellen) auf die Steuergröße von benachbarten Bereichen geschlossen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird bei einer Detektion eines
Lastsprunges die Steuergröße abweichend von der stetigen Optimalkennlinie derart geändert, dass sich die Motorspannung zur Verhinderung eines Kippens des Asynchronmotors erhöht.
Insbesondere bei einer geringen Belastung des Asynchronmotors kann die Optimierung zu einer deutlichen Reduzierung der Motorspannung führen. Diese Reduktion der
Motorspannung kann so stark sein, dass der Asynchronmotor bei einem schnellen Lastsprung kippen könnte, das heißt in seiner Drehzahl stark einbrechen könnte. Zur Vermeidung des Kippens des Asynchronmotors wird die Steuergröße oder Stellgröße bei Detektion eines Lastsprunges abweichend von der Optimalkennlinie kurzzeitig derart geändert, dass die Motorspannung sich schnell erhöht, um somit das Kippen des Asynchronmotors zu vermeiden. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Detektion eines Lastsprunges ist in der
Druckschrift EP 0 113 503 A beschrieben. Hierbei wird die Sperrspannung der Tyristoren zur Detektion des Lastsprunges ausgewertet. Überschreitet die Sperrspannung oder eine daraus abgeleitete Größe, zum Beispiel die Summe der Beträge der drei Sperrspannungen der drei Phasen, einen Schwellwert, so ist der Lastsprung detektiert. Dabei kann die Sperrspannung der Tyristoren separat erfasst werden. Alternativ kann die Sperrspannung auch aus der Netzspannung und der Motorspannung berechnet werden.
Nach der Änderung zur Verhinderung des Kippens des Asynchronmotors wird die
Steuergröße vorzugsweise stetig auf den Kennlinienwert der Optimalkennlinie des zugeordneten Bereiches zurückgeführt. Diese Zurückführung erfolgt in Abhängigkeit einer zeitlichen Steuerung oder in Abhängigkeit eines Signals zur Detektion des Lastsprungs. Bei Anwendungen mit schnell wiederkehrenden Änderungen der steuergrößenbestimmenden Motorgröße wird die Optimierung gegebenenfalls derart häufig unterbrochen, ohne dass die Optimalkennlinie hinreichend genau bestimmt werden könnte. Für solche Anwendungen wird die Kennlinie vorzugsweise aus Erfahrungswerten und/oder aus Berechnungen zur Sicherstellung des sicheren Betriebs des Motors abgeschätzt. Diese Abschätzung kann im Betrieb des Asynchronmotors oder außerhalb des Betriebes des Asynchronmotors erfolgen. Aus diesem Grund ist auch für solche Anwendungen mit häufig variierenden Betriebspunkten eine Verbesserung des Motorverhaltens vorteilhafterweise möglich. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben eines Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz;
Figur 2 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen
stetigen Optimalkennlinie; Figur 3 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen
stetigen Optimalkennlinie und einer Initialkennlinie;
Figur 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz;
Figur 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Asynchronmotors mit gesteigerter Effizienz, und
Figur 6 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der winkelabhängigen
Motorspannung und des winkelabhängigen Motorstroms eines
Asynchronmotors. In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Mittel und Einrichtungen - sofern nichts anderes angegeben -mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Betreiben eines Asynchronmotors 20 mit gesteigerter Effizienz dargestellt.
Die Vorrichtung 10 hat ein erstes Mittel 11, ein zweites Mittel 12, ein drittes Mittel 13 und ein viertes Mittel 14. Das erste Mittel 11 ist zum Festlegen von Bereichen A, A1-A9 für eine Motorgröße des Asynchronmotors 20 eingerichtet. Dazu zeigt die x- Achse der Figur 2 eine Motorgröße des Asynchronmotors 20 und verschiedene Bereiche AI bis A9.
Das zweite Mittel 12 ist dazu eingerichtet, einen Wert B der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes C einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors 20 zu berechnen. Dabei ist der jeweilige berechnete Wert B der Motorgröße einem der Bereiche A, A1-A9 zu geordnet. Zur Bereitstellung des Messwertes C ist eine Messeinrichtung 40 vorgesehen, welche zwischen dem Asynchronmotor 20 und der Vorrichtung 10 gekoppelt ist.
Das dritte Mittel 13 der Vorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, eine Steuergröße in
Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches A zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße D zu ändern. Diese Änderung wird derart durchgeführt, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich A der Motorgröße festgelegten Startwert E verändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist. Daher ist das dritte Mittel 13 dazu eingerichtet, einen solchen festgelegten Startwert E zu empfangen.
Das vierte Mittel 14 ist dazu eingerichtet, die optimierte Steuergröße D als Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie F für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten
Motorgröße zugeordneten Bereiches A, A1-A9 abzuspeichern. Die bereitgestellte stetige Optimalkennlinie F wird dem Drehstromsteller 30 bereitgestellt.
Dabei ist der Drehstromsteller 30 dazu eingerichtet, ein Ansteuersignal G zur Ansteuerung des Asynchronmotors 20 in Abhängigkeit der stetigen Optimalkennlinie F zu generieren. Dazu zeigt Figur 2 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen stetigen Optimalkennlinie F.
Wie oben bereits ausgeführt, bezeichnet die x- Achse der Figur 2 die Motorgröße, wohingegen die y- Achse die Steuergröße zeigt. Die x- Achse und damit die Motorgröße sind in
verschiedene Bereiche A1-A9 eingeteilt. Die erfindungsgemäße Optimalkennlinie F für die Steuergröße ist stetig.
Insbesondere kann eine Initialkennlinie E verwendet werden, welche jeweils einen festgelegten Startwert für den jeweiligen Bereich A1-A9 der Motorgröße umfasst. Die Verwendung einer solchen Initialkennlinie vermindert den zeitlichen Aufwand für die Bereitstellung der Optimalkennlinie F. Hierbei zeigt die Figur 3 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen stetigen Optimalkennlinie F und der Initialkennlinie E. Wie in Figur 2 bezeichnet die x- Achse die Motorgröße und y- Achse die Steuergröße.
In Figur 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Asynchronmotors 20 mit gesteigerter Effizienz dargestellt. Das erste Ausführungsbeispiel der Figur 4 hat folgende Schritte S41 bis S44 und wird mit Bezug zu Figur 1 beschrieben:
Schritt S41 : Es werden Bereiche A, A1-A9 für eine Motorgröße des Asynchronmotors 20 festgelegt. Schritt S42:
Ein Wert B der Motorgröße wird in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes C einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors 20 berechnet. Dabei ist der jeweilige berechnete Wert B der Motorgröße einem der Bereiche A, A1-A9 zugeordnet. Beispielsweise wird eine Mehrzahl von Bereichen A1-A9 (siehe Figuren 2 und 3) für eine im Betrieb des
Asynchronmotors 20 aufgenommene Wirkleistung festgelegt. Demnach ist die im Betrieb aufgenommene Wirkleistung ein geeignetes Beispiel für die Motorgröße. Dann wird ein jeweiliger Wert B der Wirkleistung in Abhängigkeit von einem jeweiligen gemessenen Wert C des Motorstromes I (siehe Figur 6) und/oder von einem jeweiligen gemessenen Wert C der Motorspannung U bei Betrieb des Asynchronmotors 20 berechnet. Entsprechend ist der jeweilige berechnete Wert B der Wirkleistung einem der Bereiche A1-A9 zugeordnet.
Schritt S43:
Eine Steuergröße wird in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße B zugeordneten Bereiches A, A1-A9 zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße D derart verändert, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich A der Motorgröße festgelegten Startwert E verändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist. Zur Bereitstellung der festgelegten Startwerte für die jeweiligen Bereiche A1-A9 der
Motorgröße wird vorzugsweise eine Initialkennlinie E verwendet (siehe Figur 3).
Die Steuergröße ist beispielsweise als ein Steuerwinkel , ein Sperrwinkel γ oder als eine Sperrzeit ausgebildet. Hierzu zeigt Figur 6 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der winkelabhängigen Motorspannung U und des winkelabhängigen Motorstromes I eines Asynchronmotors 20. Hierbei zeigt die Figur 6 auch den Steuerwinkel , welcher als der Winkel zwischen dem Nulldurchgang der Motorspannung U und dem Beginn des
Stromfiusses des Motorstroms I bestimmt ist. Weiterhin zeigt Figur 6 den Sperrwinkel γ, welcher als der Winkel zwischen dem Verlöschen und dem erneuten Beginn des Stromfiusses des Motorstroms I bestimmt ist.
Schritt S44:
Die optimierte Steuergröße D wird als Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie F für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße B zugeordneten Bereiches A, A1-A9 abgespeichert. Vorzugsweise werden die Schritte S42 bis S44 solange durchgeführt, bis jeder der Bereiche A1-A9 genau einmal optimiert worden ist.
Des Weiteren werden die Schritte S43 und S44 vorzugsweise dann gestartet, wenn die gemäß dem Schritt S42 beobachtete Motorgröße stabil ist. Die beobachtete Motorgröße wird insbesondere dann als stabil bestimmt, falls zeitliche Änderungen der beobachteten
Motorgröße innerhalb eines bestimmten Schwellwertfensters liegen. Dieses
Schwellwertfenster wird insbesondere vorab bestimmt oder festgelegt. Außerdem kann bei einer Detektion eines Lastsprungs die Steuergröße abweichend von der stetigen Optimalkennlinie F derart geändert werden, dass sich die Motorspannung U zur Verhinderung eines Kippens des Asynchronmotors 20 erhöht. Nach dieser Änderung zur Verhinderung des Kippens des Asynchronmotors 20 wird die Steuergröße stetig auf den Kennlinienwert der Optimalkennlinie F des zugeordneten Bereiches A1-A9 rückgeführt.
Ferner ist in Figur 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Asynchronmotors 20 mit gesteigerter Effizienz dargestellt. Dabei entsprechen die Schritte S51 bis S54 der Figur 5 den Schritten S41 bis S44 der Figur 4 und werden somit nicht erneut erläutert.
Somit unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel der Figur 5 von dem ersten
Ausführungsbeispiel der Figur 4 durch die zusätzlichen Schritte S55 und S56:
Schritt S55:
Die gemäß dem Schritt S44 bzw. S54 abgespeicherte Stützstelle wird zumindest auf einen zu dem Bereich, beispielsweise Bereich AI, des berechneten Wertes B der Motorgröße benachbarten Bereich, beispielsweise Bereich A2, zur Bereitstellung zumindest einer extrapolierten Stelle der Optimalkennlinie F extrapoliert. Dieses Extrapolieren der Stützstelle wird vorzugsweise in Abhängigkeit eines vorbestimmten Monotonieverhaltens des
Asynchronmotors 20 durchgeführt. Schritt S56:
Die jeweilige extrapolierte Stützstelle wird als Startwert für den jeweiligen benachbarten Bereich, beispielsweise den Bereich A2, festgelegt.
Vorzugsweise wird nach jedem Abspeichern einer Stützstelle gemäß Schritt S54 ein
Extrapolieren der abgespeicherten Stützstelle auf zumindest einen zu dem Bereich AI des berechneten Wertes B der Motorgröße benachbarten Bereich A2 in Abhängigkeit des vorbestimmten Monotonieverhaltens des Asynchronmotors 20 durchgeführt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
11 erstes Mittel
12 zweites Mittel
13 drittes Mittel
14 viertes Mittel
20 Asynchronmotor oder Asynchronmaschine
30 Drehstromsteller
40 Messeinrichtung
A; A1-A9 festgelegter Bereich für eine Motorgröße
B berechneterWert der Motorgröße
C Messwert einer Messgröße
D optimierte Steuergröße
E Startwert oder Initialkennlinie
F Optimalkennlinie
G Ansteuersignal
U Motorspannung
I Motorstrom
α Steuerwinkel
γ Sperrwinkel

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Asynchronmotors (20) mit gesteigerter Effizienz, mit folgenden Schritten:
a) Festlegen von Bereichen (A, A1-A9) für eine Motorgröße des
Asynchronmotors (20),
b) Berechnen eines Wertes (B) der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes (C) einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors (20), wobei der jeweilige Wert (B) der Motorgröße einem der Bereiche (A, A1-A9) zugeordnet ist,
c) Verändern einer Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße (B) zugeordneten Bereiches (A, A1-A9) zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße (D) derart, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich (A, A1-A9) der Motorgröße festgelegten Startwert (E) verändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte
Motorgröße erreicht ist, und
d) Abspeichern der optimierten Steuergröße (D) als Stützstelle einer stetigen
Optimalkennlinie (F) für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße (B) zugeordneten Bereiches (A, A1-A9).
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist:
e) Extrapolieren der Stützstelle auf zumindest einen zu dem Bereich (AI) des berechneten Wertes (B) der Motorgröße benachbarten Bereich (A2) zur Bereitstellung zumindest einer extrapolierten Stelle der Optimalkennlinie (F), und
f) Festlegen der jeweiligen extrapolierten Stützstelle als Startwert für den
jeweiligen benachbarten Bereich (A2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) bis d) so lange durchgeführt werden, bis jeder der Bereiche (Al- A9) genau einmal optimiert worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schritte b) bis f) so lange durchgeführt werden, bis jeder der Bereiche (Al- A9) genau einmal optimiert worden ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Mehrzahl von Bereichen (A1-A9) für eine im Betrieb des Asynchronmotors (20) aufgenommene Wirkleistung festgelegt wird,
wobei ein jeweiliger Wert (B) der Wirkleistung in Abhängigkeit von einem jeweiligen gemessenen Wert (C) des Motorstromes (I) und/oder von einem jeweiligen
gemessenen Wert (C) der Motorspannung (U) bei Betrieb des Asynchronmotors (20) berechnet wird, wobei der jeweilige Wert (B) der Wirkleistung einem der Bereiche (A, A1-A9) zugeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuergröße ein Steuerwinkel (α) , eine Sperrzeit oder ein Sperrwinkel (γ) ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Initialkennlinie (E) bereitgestellt wird, welche jeweils einen festgelegten Startwert für den jeweiligen Bereich (A1-A9) der Motorgröße umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schritte c) und d) gestartet werden, wenn die gemäß dem Schritt b) beobachtete Motorgröße stabil ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gemäß dem Schritt b) beobachtete Motorgröße als stabil bestimmt wird, falls zeitliche Änderungen der beobachteten Motorgröße innerhalb eines bestimmten Schwellwertfensters liegen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Extrapolieren der Stützstelle in Abhängigkeit eines vorbestimmten
Monotonieverhaltens des Asynchronmotors (20) durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach einem jeden Abspeichern einer Stützstelle gemäß Schritt d) ein
Extrapolieren der abgespeicherten Stützstelle auf zumindest einen zu dem Bereich (AI) des berechneten Wertes der Motorgröße benachbarten Bereich (A2) in
Abhängigkeit des vorbestimmten Monotonieverhaltens durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Detektion eines Lastsprungs die Steuergröße abweichend von der stetigen Optimalkennlinie (F) derart geändert wird, dass sich die Motorspannung (U) zur Verhinderung eines Kippens des Asynchronmotors (20) erhöht.
13. Verfahren nach Anspruch 12 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuergröße nach der Änderung zur Verhinderung des Kippens des
Asynchronmotors (20) stetig auf den Kennlinienwert der Optimalkennlinie (F) des zugeordneten Bereiches (A, A1-A9) zurückgeführt wird.
14. Computerprogrammprodukt, welches auf einerprogrammgesteuerten Einrichtung die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13 veranlasst. Vorrichtung (10) zum Betreiben eines Asynchronmotors (20) mit gesteigerter
Effizienz, mit:
einem ersten Mittel (11) zum Festlegen von Bereichen (A, A1-A9) für eine
Motorgröße des Asynchronmotors (20),
einem zweiten Mittel (11) zum Berechnen eines Wertes (B) der Motorgröße in Abhängigkeit zumindest eines Messwertes (C) einer Messgröße bei Betrieb des Asynchronmotors(20), wobei der jeweilige Wert (B) der Motorgröße einem der Bereiche (A, Al-A9)zugeordnet ist,
einem dritten Mittel (13) zum Verändern einer Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches (A, A1-A9) zur Bereitstellung einer optimierten Steuergröße (D) derart, dass die Steuergröße beginnend von einem für den jeweiligen Bereich (A, A1-A9) der Motorgröße festgelegten Startwert (E) verändert wird, bis ein vorbestimmtes Kriterium für eine bestimmte Motorgröße erreicht ist, und einem vierten Mittel (14) zum Abspeichern der optimierten Steuergröße (D) als Stützstelle einer stetigen Optimalkennlinie (F) für die Steuergröße in Abhängigkeit des der berechneten Motorgröße zugeordneten Bereiches (A, A1-A9).
PCT/EP2010/050281 2010-01-12 2010-01-12 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz WO2011085805A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/050281 WO2011085805A1 (de) 2010-01-12 2010-01-12 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz
EP10700536A EP2545640A1 (de) 2010-01-12 2010-01-12 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz
CN2010800627408A CN102844978A (zh) 2010-01-12 2010-01-12 用于更高效运行异步电动机的方法和设备
KR1020127020896A KR20130108497A (ko) 2010-01-12 2010-01-12 향상된 효율을 가진 비동기식 모터의 동작 방법 및 장치
US13/521,795 US8872468B2 (en) 2010-01-12 2010-01-12 Method and device for operating an asynchronous motor with increased efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/050281 WO2011085805A1 (de) 2010-01-12 2010-01-12 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011085805A1 true WO2011085805A1 (de) 2011-07-21

Family

ID=42727530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/050281 WO2011085805A1 (de) 2010-01-12 2010-01-12 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8872468B2 (de)
EP (1) EP2545640A1 (de)
KR (1) KR20130108497A (de)
CN (1) CN102844978A (de)
WO (1) WO2011085805A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2928065A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems mit einer Treiberschaltung und einem Motor
WO2018178543A1 (fr) * 2017-03-28 2018-10-04 Université D'artois Procédé de détermination de l'intensité et du couple électromagnétique d'une machine électrique asynchrone en fonctionnement

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116191358A (zh) * 2022-11-25 2023-05-30 云南电网有限责任公司昆明供电局 一种提高异步电动机速断保护性能的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19642388A1 (de) 1996-10-14 1998-04-16 Wolff Reo Boris Von Gmbh Steuerverfahren zur Leistungsverstellung ohmscher und ohmscher-induktiver Lasten
EP0989666A1 (de) 1998-09-21 2000-03-29 ebm Werke GmbH & Co. System zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrom-Motoren
DE10009861A1 (de) 2000-03-01 2001-09-13 Vigor Ges Fuer Energiespartech Verfahren zur verlustarmen Steuerung eines Asynchronmotors
DE10062940A1 (de) 2000-12-16 2002-06-20 Ebm Werke Gmbh & Co Kg Verfahren und Steuersystem zur elektronischen Drehzahlsteuerung eines Asynchronmotors
US20060050758A1 (en) 2004-09-01 2006-03-09 Mohammad Sedighy System and method for controlling power across multiple electrodes in a furnace

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH484564A (de) * 1967-12-20 1970-01-15 Bosch Gmbh Robert Koinzidenzgatteranordnung zum Unterdrücken zeitlich sich überschneidender Impulse
AT289964B (de) * 1968-04-18 1971-05-10 Siemens Ag Elektrische Einrichtung zur Istwertbildung in einer vermaschten Regelanordnung für eine insbesondere umrichtergespeiste Drehstromasynchronmaschine
DE2120193C3 (de) * 1971-04-24 1982-02-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Digitale Schlupffrequenzregelschaltung für eine umrichtergespeiste Asynchronmaschine
DE2752600C2 (de) * 1977-11-25 1982-08-19 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung einer umrichtergespeisten Asynchronmaschine
DE2919852A1 (de) * 1979-05-16 1980-12-04 Siemens Ag Lastzustandsregelung einer umrichtergespeisten asynchronmaschine
DE3021119C2 (de) * 1980-06-04 1986-08-14 Danfoss A/S, Nordborg Wechselrichterschaltung zum Betrieb eines in der Drehzahl steuerbaren Asynchronmotors
DE3212439C2 (de) * 1982-04-02 1992-02-20 Robert Prof.Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Jötten Verfahren zum Betrieb einer durch schnelle elektrische Stellglieder gespeisten Asynchronmaschine
US4484126A (en) * 1982-09-07 1984-11-20 Imec Corporation Induction motor controller
DE3513510A1 (de) * 1985-04-16 1986-10-23 Hans Heynau GmbH, 8000 München Verfahren und anordnung zur steuerung eines asynchronmotors
IL81437A (en) * 1987-01-30 1990-09-17 Amin Engineers Ltd Electronic controller and a system and method for optimizing generation of electrical power utilizing the same
US5212438A (en) * 1987-09-24 1993-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Induction motor control system
US5140248A (en) * 1987-12-23 1992-08-18 Allen-Bradley Company, Inc. Open loop motor control with both voltage and current regulation
FR2644950B1 (fr) * 1989-03-21 1991-05-17 Alsthom Gec Systeme de commande vectorielle pour moteur electrique asynchrone a cage
FI87501C (fi) * 1990-06-12 1993-01-11 Kone Oy Foerfarande foer reglering av en asynkronmotor
US5086264A (en) * 1990-06-22 1992-02-04 Eaton Corporation Motor torque compensation of an induction electric motor by adjusting a slip command during periods of supposed change in motor temperature
FI93061C (fi) * 1992-12-16 1995-02-10 Kone Oy Menetelmä ja laitteisto epätahtikoneen jättämän kompensoimiseksi
FR2700080B1 (fr) * 1992-12-30 1995-01-27 Unite Hermetique Sa Alimentation optimale d'un moteur électrique.
ATE162019T1 (de) * 1995-10-26 1998-01-15 Siemens Ag Verfahren und vorrichtung zur feldorientierten regelung einer drehfeldmaschine
DE19608039A1 (de) * 1996-03-02 1997-09-04 Bosch Gmbh Robert Regelungsvorrichtung für eine Asynchronmaschine, insbesondere als Antrieb für Elektrofahrzeuge
DE19724946B4 (de) * 1997-06-12 2005-09-15 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlregelung einer geberlosen, feldorientiert betriebenen Asynchronmaschine
DE19727507A1 (de) * 1997-06-30 1999-01-07 Abb Daimler Benz Transp Regelung für einen Antrieb mit einem Asynchronmotor
US5969498A (en) * 1997-11-19 1999-10-19 Unitrode Corporation Induction motor controller
US6433504B1 (en) 1999-12-13 2002-08-13 A. O. Smith Corporation Method and apparatus of improving the efficiency of an induction motor
US7187155B2 (en) * 2004-05-14 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Leakage inductance saturation compensation for a slip control technique of a motor drive
DE102005034243A1 (de) * 2005-07-21 2007-01-25 Jungheinrich Ag Verfahren zur geberlosen Drehzahlbestimmung einer Asynchronmaschine
DE102005036802C5 (de) 2005-08-02 2008-10-30 Jürgen Gattner Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung der Effizienz eines Elektromotors
DE102006019031A1 (de) * 2006-04-25 2007-10-31 Volkswagen Ag Verfahren zur Momentensteuerung einer Hybridantriebseinheit sowie Hybridantriebseinheit
DE102006052042A1 (de) * 2006-10-30 2008-05-15 Bombardier Transportation Gmbh Steuerung und/oder Regelung eines 3-Phasen-Stromrichters für den Betrieb einer Asynchronmaschine
EP2194643B1 (de) * 2007-09-25 2014-03-05 Mitsubishi Electric Corporation Steuerung für einen elektromotor
DE102008018625A1 (de) 2008-04-11 2009-10-15 Gattner, Jürgen Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines dreiphasigen Asynchronmotors
DE102009021823A1 (de) * 2009-05-18 2010-12-09 Bombardier Transportation Gmbh Überstrombegrenzung bei der Regelung von stromrichtergespeisten Drehstrommaschinen
US8232760B2 (en) * 2009-06-11 2012-07-31 Easton Corporation System and method of dynamic regulation of real power to a load
US9148083B2 (en) * 2009-06-11 2015-09-29 Eaton Corporation System and method of dynamic regulation of real power to a load
WO2011063851A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Abb Research Ltd. A softstarter for controlling an asynchronous three-phase motor
MX2010011171A (es) * 2010-10-11 2012-04-13 Mabe Sa De Cv Control de defasamiento.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19642388A1 (de) 1996-10-14 1998-04-16 Wolff Reo Boris Von Gmbh Steuerverfahren zur Leistungsverstellung ohmscher und ohmscher-induktiver Lasten
EP0989666A1 (de) 1998-09-21 2000-03-29 ebm Werke GmbH & Co. System zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrom-Motoren
DE10009861A1 (de) 2000-03-01 2001-09-13 Vigor Ges Fuer Energiespartech Verfahren zur verlustarmen Steuerung eines Asynchronmotors
DE10062940A1 (de) 2000-12-16 2002-06-20 Ebm Werke Gmbh & Co Kg Verfahren und Steuersystem zur elektronischen Drehzahlsteuerung eines Asynchronmotors
US20060050758A1 (en) 2004-09-01 2006-03-09 Mohammad Sedighy System and method for controlling power across multiple electrodes in a furnace

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2928065A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems mit einer Treiberschaltung und einem Motor
WO2018178543A1 (fr) * 2017-03-28 2018-10-04 Université D'artois Procédé de détermination de l'intensité et du couple électromagnétique d'une machine électrique asynchrone en fonctionnement
FR3064843A1 (fr) * 2017-03-28 2018-10-05 Universite D'artois Procede de determination de l'intensite et du couple electromagnetique dune machine electrique asynchrone en fonctionnement

Also Published As

Publication number Publication date
US8872468B2 (en) 2014-10-28
EP2545640A1 (de) 2013-01-16
CN102844978A (zh) 2012-12-26
US20130009590A1 (en) 2013-01-10
KR20130108497A (ko) 2013-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2087585B1 (de) Steuerung und/oder regelung eines 3-phasen-stromrichters für den betrieb einer asynchronmaschine
DE112008001649T5 (de) Pseudowechselrichter mit Stromzwischenkreis mit Leitung für 120 Grad
DE102008030075A1 (de) Systeme und Verfahren zum Betreiben von Induktivitäten eines Impedanzwechselrichters in einem Modus mit kontinuierlichem Strom
EP3145750B1 (de) Verfahren zum schalten eines wechselrichters eines elektrischen antriebs eines kraftfahrzeugs und entsprechend schaltbarer wechselrichter
WO2011085805A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines asynchronmotors mit gesteigerter effizienz
WO2007071520A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromotors
WO2021018829A1 (de) Steuereinrichtung, wechselrichter, anordnung mit einem wechselrichter und einer elektrischen maschine, verfahren zum betreiben eines wechselrichters sowie computerprogramm
WO2017084857A1 (de) Verfahren zum erkennen eines fehlers in einer generatoreinheit
DE102015212685A1 (de) Verfahren zur Optimierung einer Ansteuerung eines elektrischen Antriebssystems
EP3593448A1 (de) Regelvorrichtung für eine elektrische maschine, elektrisches antriebssystem und verfahren zur regelung einer elektrischen maschine
DE102004046966A1 (de) Verfahren zur Ermittlung und Vorgabe von Parametern eines elektronischen Motorsteuergerätes und zugehöriger selbstparametrierender Drehstromsteller, insbesondere Sanftstarter
EP2371055B1 (de) Verfahren und steuerungseinrichtung zum ansteuern eines elektromotors
WO2017050534A1 (de) Verfahren und steuervorrichtung zum betrieb eines elektrischen antriebsstrangs
DE102015220005B4 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Halbleiterschalters, Wechselrichter
WO2019145068A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer mehrphasigen elektrischen maschine
EP3878089B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur stellwertbegrenzung für die feldorientierte stromregelung
WO2018162335A1 (de) Verfahren zur regelung einer elektrischen maschine, regelvorrichtung für eine elektrische maschine und elektrisches antriebssystem
EP2928065B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems mit einer Treiberschaltung und einem Motor
AT521314A1 (de) Brennstoffzellenanlage und Verfahren zur Spannungsregelung in der Brennstoffzellenanlage
WO2023030761A1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrischen antriebssystems, computerprogrammprodukt, datenträger und elektrisches antriebssystem
DE102022211206A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebsanordnung
DE102014108860A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines mittels Versorgungsstrom betriebenen Elektromotors für ein Hilfskraft-Lenksystem
WO2021228584A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines spannungswandlers, spannungswandler und elektrisches antriebssystem
EP1902921B1 (de) Flurförderzeug mit einem Verbrennungsmotor
WO2021105079A1 (de) Steuereinrichtung, wechselrichter, anordnung mit einem wechselrichter und einer elektrischen maschine, verfahren zum betreiben eines wechselrichters sowie computerprogramm

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080062740.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10700536

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010700536

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127020896

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13521795

Country of ref document: US