WO2014173411A1 - Verfahren zum überwachen von antriebsmotoren - Google Patents

Verfahren zum überwachen von antriebsmotoren Download PDF

Info

Publication number
WO2014173411A1
WO2014173411A1 PCT/DE2014/200175 DE2014200175W WO2014173411A1 WO 2014173411 A1 WO2014173411 A1 WO 2014173411A1 DE 2014200175 W DE2014200175 W DE 2014200175W WO 2014173411 A1 WO2014173411 A1 WO 2014173411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive
torque
detection
rotor
speed
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200175
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014173411A4 (de
Inventor
Karl Michael KÄSER
Original Assignee
Ksl Fibertec 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 Ksl Fibertec Gmbh filed Critical Ksl Fibertec Gmbh
Priority to US14/786,973 priority Critical patent/US20160197565A1/en
Publication of WO2014173411A1 publication Critical patent/WO2014173411A1/de
Publication of WO2014173411A4 publication Critical patent/WO2014173411A4/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
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details of starting control
    • H02P1/022—Security devices, e.g. correct phase sequencing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H29/00—Drive mechanisms for toys in general
    • A63H29/22—Electric drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0855—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load avoiding response to transient overloads, e.g. during starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/093—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/10—Air crafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0856—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load characterised by the protection measure taken
    • H02H7/0858—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load characterised by the protection measure taken by reversing, cycling or reducing the power supply to the motor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a method for Monitoring drive motors, in particular for aircraft or the like, especially in the start-up phase.
  • the object of the invention is to damage these too avoid.
  • This object is achieved in that the drive units kept at standstill at a resting speed and not completely stopped and / or warning signs during the Willingness to be provided.
  • Airplanes Airplanes, airships, concepts such as e-volo, quadrocopter, multicopter or like, but also models, especially model airplanes, work with modified engine and propeller arrangements.
  • the detection is designed such that these blocking propeller and / or to recognize hard-to-reach bearings.
  • Another very advantageous embodiment of Invention is also present when the respective drive at low speed is approached and thereby deviations from the target rotation to the actual rotation or determined by the target torque to the actual torque of the drive and evaluated become.
  • a suitable sensor preferably an encoder used becomes.
  • the torque control can be the It is also very easy to determine and recognize the required torque. Problems are ascertainable.
  • the torque can, for example, by the measurement of Current consumption.
  • the speed can, for example, by the measurement of secondary currents be determined in de-energized windings.
  • Predefined thresholds are very easy too handle. With thresholds determined over certain operating conditions can be partially detected more accurately.
  • the embodiments relate to electrical operated drives for aircraft, but are also on other drives and Drive types transferable. Above all, the use in the field of Model building conceivable.
  • the basic consideration of all embodiments is that out of the state a propeller is slowly turned with the help of the engine becomes. An obstacle in the propeller circle surface sets the propeller Torque against.
  • the threshold value can depend on the be given fixed drive or fixed by defined Environmental conditions are influenced and changed. So it is conceivable that in strong wind, the threshold is set higher, as in doldrums.
  • a binding of the Drive can be detected for example by a bearing damage. This detection may be superimposed on the counter torque detection or downstream.
  • the start-up phase is aborted.
  • the drive can be blocked in this way be that this must be unlocked manually.
  • a side effect is that at low speeds the Propeller aerodynamically generates only a very small counter moment and so Obstacles can be detected more easily.
  • BLDC brushless DC motor
  • PMAC Permanent magnet AC motor
  • the field is thereby along in the rotating dq system the negative d-axis created.
  • externally controlled vector inverters can be used which are often used for highly efficient PMAC drives.
  • a position sensor here can a Drehcoder be used, the rotor position is detected and in case of excessive deviation from the expected situation aborted.
  • the average rotor speed with the Angular velocity of the field are compared and too large deviation be canceled.
  • the created field must be chosen so strongly that the Rotor is definitely pulled along.
  • the propeller will go through the so-called windmilling, so driven by external. He can through the Freeze restriction to positive torque values on the controller in this case, without being slowed down by the speed controller. This can be a "In-flight detection" can be realized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Verfahren zum Überwachen von Antriebsmotoren, insbesondere für Flugzeuge oder dergleichen, insbesondere in der Anlaufphase, wobei eine Erkennung für abnormales Anlaufverhalten, vor allem für erhöhtes Drehmoment vorgesehen ist oder dass die Antriebseinheiten bei Bereitschaft auf einer Ruhedrehzahl gehalten und nicht vollständig gestoppt werden und/oder dass Warnzeichen während der Bereitschaft vorgesehen werden.

Description

VERFAHREN ZUM ÜBERWACHEN VON ANTRIEBSMOTOREN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen von Antriebsmotoren, insbesondere für Flugzeuge oder dergleichen, insbesondere in der Anlaufphase.
Bei Flugzeugen mit Elektroantrieb besteht das Problem, daß die Propeller versehentlich anlaufen können, wenn diese in Bereitschaft sind. Dies führt oftmals zu Schäden oder gar Verletzungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schäden zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebseinheiten bei Bereitschaft auf einer Ruhedrehzahl gehalten und nicht vollständig gestoppt werden und/oder daß Warnzeichen während der Bereitschaft vorgesehen werden.
Dadurch ist die Bereitschaft der Antriebe sehr leicht zu erkennen. Die Drehung bei Ruhedrehzahl verursacht in der Regel auch ein Geräusch, das sehr gut wahrgenommen werden kann. Ebenso kann durch Warnzeichen, denkbar sind hier Schallzeichen, Geräusche, künstliches Motorengeräusch, aber auch Lichtzeichen eine Warnfunktion realisiert werden.
Gerade neuer Fahrzeugen der Luftfahrt, also vor allem Flugzeuge, Luftschiffe, Konzepte wie e-volo, Quadrocopter, Multicopter oder dergleichen, aber auch Modelle, hier vor allem Modellflugzeuge, arbeiten mit geänderten Motoren- und Propelleranordnungen.
Bislang war es durchaus üblich, daß sich die Antriebe aufgrund deren Masse und dem Schwerpunkthaushalt des Fluggerätes, dies betrifft vor allem Verbrennungsmotoren, im Sichtbereich des Piloten befunden haben.
Durch die neuen Anordnungen, zum Teil werden Propeller aufgrund der geringeren Masse neuer Antriebe auch hinter den Tragflächen eines Flugzeuges angeordnet, ist dies nicht mehr gegeben.
Um nun Beschädigungen der Antriebssysteme zum Beispiel durch Anschlagen der Propeller an Gegenständen zu verhindern oder aber auch um zu verhindern, daß Personen von anlaufenden Propellern getroffen werden, ist ein Verfahren notwendig, um genau dieses Problem zu beseitigen.
Zudem ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, Defekte der Antriebsmotoren möglichst frühzeitig zu erkennen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß eine Erkennung für abnormales Anlaufverhalten, vor allem für erhöhtes Drehmoment vorgesehen ist.
Hiermit lässt sich der Anlaufvorgang überwachen. Bei Kenntnis der Schlagenergie des Propellers, bedingt durch dessen kinetische Energie lässt sich der Anlaufvorgang so gestalten, daß keine Verletzungen auftreten können, gleichzeitig aber die größtmögliche Dynamik im Anlaufvorgang vorliegt.
Dabei ist es erfindungsgemäß sehr vorteilhaft, wenn die Erkennung derart ausgelegt ist, daß diese blockierende Propeller und/oder schwergängige Lager zu erkennen vermag.
Damit werden Beschädigungen vermieden.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch vor, wenn der jeweilige Antrieb mit niedriger Drehzahl angefahren wird und dabei Abweichungen von der Solldrehung zur Istdrehung bzw. vom Solldrehmoment zum Istdrehmoment des Antriebs ermittelt und ausgewertet werden.
Sollte irgendein Gegenstand im Bereich des Antriebs sein, werden Beschädigungen des Antriebs, aber auch Beschädigungen des Gegenstandes und Verletzungen durch die geringe Drehzahl vermieden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn die jeweilige Erkennung auf das jeweilige Trägheitsmoment des Antriebs abgestimmt ist.
Damit wird der Einfluß der Masse der beweglichen Teile des Antriebs bei der Überwachung des Antriebs berücksichtigt.
Eine äußerst vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt vor, wenn als Antriebsmotor ein oder mehrere Elektromotoren vorgesehen sind.
Gerade bei Elektromotoren, die nur eine geringe Geräuschentwicklung aufweisen, aber andererseits einen Propeller sehr schnell beschleunigen, sind Beschädigungen und Verletzungen möglich. Zudem besteht hier das Problem, daß zwischen dem Einschalten, also dem Bestromen der Leistungselektronik und der Vorgabe einer Leistung, also dem Andrehen des Motors eine beliebige Zeitspanne liegen kann. Dies führte deshalb in der Vergangenheit oftmals dazu, daß einfach vergessen wurde, daß bereits die Leistungselektronik bereit ist, was in einer Vielzahl von Fällen gerade bei Modellflugzeugen zu Verletzungen und Beschädigungen geführt hat.
Äußerst vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn der Stator des Elektromotors mit einem langsam drehenden Feld bestromt wird und so der Rotor mitgezogen wird, wobei die jeweilige Lage des Rotors in Relation zum Feld erfasst wird.
Dadurch werden Blockierungen und auch Schwergängigkeit detektierbar.
Dabei ist es sehr vorteilhaft, wenn zur Erfassung der Lage des Rotors ein geeigneter Sensor, vorzugsweise ein Encoder, eingesetzt wird.
Damit lässt sich die Lage des Rotors jederzeit sehr genau erfassen und auch mit dem Drehfeld vergleichen.
Eine weitere erfindungsgemäß sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt auch vor, wenn eine Drehmomentenregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
Durch die Drehmomentenregelung lässt sich das benötigte Drehmoment auch sehr leicht ermitteln und erkennen. Probleme sind feststellbar. Das Drehmoment kann dabei beispielsweise durch die Messung der Stromaufnahme erfolgen.
Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn eine Drehzahlregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
Sobald die tatsächliche Drehzahl der vorgegebenen Drehzahl mehr als einen maximalen Differenzwert hinterherhinkt, besteht ein Problem. Die Drehzahl kann beispielsweise durch die Messung der Sekundärströme in unbestromten Wicklungen ermittelt werden.
Zusätzlich hat es sich erfindungsgemäß auch als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn eine Positionsregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
Hierdurch lassen sich Unterschiede zwischen erwarteter und tatsächlicher Position des Rotors ermitteln und so Probleme ermitteln.
Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn bei zu großen Abweichungen von den Sollwerten der jeweiligen Regelung eine entsprechende Erkennung der Abweichung erfolgt.
Damit lassen sich Probleme frühzeitig erkennen. Der Antrieb kann automatisch oder manuell abgeschaltet werden.
Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Schwellwerte für die Abweichungen vorab festgelegt oder aber über Betriebsbedingungen ermittelt werden.
Vorgegebene Schwellwerte sind sehr einfach zu handhaben. Mit über bestimmte Betriebsbedingungen ermittelten Schwellwerten kann teilweise genauer detektiert werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
Die Ausführungsbeispiele beziehen sich auf elektrisch betrieben Antriebe für Luftfahrzeuge, sind aber auch auf andere Antriebe und Antriebsarten übertragbar. Vor allem ist auch die Verwendung im Bereich des Modellbaus denkbar. Die grundlegende Überlegung aller Ausführungsbeispiele ist, daß aus dem Stand heraus ein Propeller langsam mit Hilfe des Motors gedreht wird. Ein Hindernis in der Propellerkreisfläche setzt dem Propeller ein Drehmoment entgegen.
Dieses Moment soll erkannt werden und zum Abbruch des Anlaufens des Antriebes führen, wenn ein Schwellwert überschritten wird.
Der Schwellwert kann dabei in Abhängigkeit des jeweiligen Antriebes fest vorgegeben sein oder aber auch durch definierte Umgebungsbedingungen beeinflusst und verändert werden. So ist es denkbar, daß bei starkem Wind der Schwellwert höher angesetzt wird, wie bei Flaute.
Zusätzlich kann auch eine Schwergängigkeit des Antriebs zum Beispiel durch einen Lagerschaden erkannt werden. Diese Erkennung kann der Gegendrehmoment-Erkennung überlagert oder nachgeschaltet sein.
Wird eine Überschreitung des Schwellwertes erkannt, wird die Anlaufphase abgebrochen. Dabei kann der Antrieb derart blockiert werden, daß dieser manuell entsperrt werden muss.
Wesentlich für diese Erkennungen ist, daß die maximale Drehzahl in der Anlaufphase beschränkt ist, so daß es einerseits zu keinen Beschädigungen des Antriebs bei einer Blockade kommt und daß es andererseits auch beim Abbruch der Anlaufphase zu keinen unerwünschten Belastungen kommt.
Ein Nebeneffekt ist, daß bei niedrigen Drehzahlen der Propeller aerodynamisch nur ein äußerst geringes Gegenmoment erzeugt und so Hindernisse leichter erkannt werden können.
Bei BLDC (bürstenlose Gleichstrommotor) und PMAC (Permanentmagnet Wechselstrommotor) Motoren kann der Stator mit einem konstanten, langsam rotierenden Feld bestromt werden.
Das Feld wird dabei im rotierenden dq-System entlang der negativen d-Achse angelegt.
Auf den Rotor wirkt somit bei genauer Ausrichtung kein Drehmoment.
Durch Drehen des Feldes wird der Rotor mitgezogen.
Hierdurch lässt sich auch mit einer langsam arbeitenden Regelung ein langsames Drehen des Rotors verwirklichen.
Hierbei können fremdgeführte Vektor-Umrichter genutzt werden, wie sie oftmals für hocheffiziente PMAC Antriebe eingesetzt werden.
Die Ansteuerung der Leistungsbrücke mit einem rotierenden Feld ist jedoch auch bei BLDC-Antrieben möglich.
Über einen Lagesensor, hier kann ein Drehencoder eingesetzt werden, wird die Rotorlage erfasst und bei zu großer Abweichung von der erwarteten Lage abgebrochen.
Alternativ kann die mittlere Rotordrehzahl mit der Winkelgeschwindigkeit des Feldes verglichen werden und bei zu großer Abweichung abgebrochen werden. Das angelegte Feld muss so stark gewählt werden, dass der Rotor auf jeden Fall mitgezogen wird.
Bei Anströmung des Propellers bei Wind muss die Feldkraft ausreichend sein. Zudem sollten dann die Schwellwerte erhöht werden, damit es nicht zu einer fehlerhaften Hinderniserkennung kommt, die eine falsche Sicherheitsabschaltung nach sich ziehen würde.
Da im Antriebssystem immer Reibung vorhanden ist, wird das Drehfeld immer der Rotorbewegung etwas vorauseilen. Der dabei auftretende Stick-Slip-Effekt muss bei den Schwellwerten berücksichtigt werden. Eine Mittelung der Meßwerte kann vorteilhaft sein.
Es ist aber auch denkbar, daß bei DC, BLDC und PMAC Motoren eine Drehmomentregelung zum Einsatz kommt, die mit einer Drehzahlregelung überlagert wird.
In der Anlaufphase wird eine geringe Solldrehzahl vorgegeben.
Als Abbruchkriterium wird kann ein zu hohes vom Drehzahlregler angefordertes Drehmoment verwendet werden.
In Kombination oder auch alternativ kann das dem Drehzahlregler maximal zur Verfügung stehende Drehmoment durch ein Sättigungsglied beschränkt werden. Der Abbruch erfolgt dann bei einer zu großen Abweichung von Soll- zu Istdrehzahl.
In diesem Zusammenhang ist es denkbar, daß die Erkennung des Drehmoments auf positive Werte am Eingang des Drehmomentreglers beschränkt wird.
Treten negative Werte auf, wird der Propeller durch das sogenannte Windmilling, also von extern angetrieben. Er kann durch die Beschränkung auf positive Drehmomentwerte am Regler in diesem Fall frei drehen, ohne daß er vom Drehzahlregler abgebremst wird. Hiermit kann eine „Im-Flug-Erkennung“ realisiert werden.
Bei BLDC und PMAC Motoren ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Regel ein absoluter Winkelgeber oder eine Initialisierung erforderlich um die elektronische Kommutierung anpassen zu können.
In Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels kann auch zusätzlich zur Drehzahlregelung eine Positionsregleung überlagert werden.
Hierdurch lässt sich die Sollposition des Rotorwinkels vorgeben, wobei diese kontinuierlich weiter gedreht wird.
Dadurch kann als weitere Abbruchbedingung eine zu große Abweichung der Soll- und Istposition verwendet werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Überwachen von elektrischen Antriebsmotoren, insbesondere für Flugzeuge oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten bei Bereitschaft auf einer Ruhedrehzahl gehalten und nicht vollständig gestoppt werden und/oder daß Warnzeichen während der Bereitschaft vorgesehen werden.
  2. Verfahren zum Überwachen von Antriebsmotoren, insbesondere für Flugzeuge oder dergleichen, insbesondere in der Anlaufphase, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennung für abnormales Anlaufverhalten, vor allem für erhöhtes Drehmoment vorgesehen ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung derart ausgelegt ist, daß diese blockierende Propeller und/oder schwergängige Lager zu erkennen vermag.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Antrieb mit niedriger Drehzahl angefahren wird und dabei Abweichungen von der Solldrehung zur Istdrehung bzw. vom Solldrehmoment zum Istdrehmoment des Antriebs ermittelt und ausgewertet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Erkennung auf das jeweilige Trägheitsmoment des Antriebs abgestimmt ist.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor ein oder mehrere Elektromotoren vorgesehen sind.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator des Elektromotors mit einem langsam drehenden Feld bestromt wird und so der Rotor mitgezogen wird, wobei die jeweilige Lage des Rotors in Relation zum Feld erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Lage des Rotors ein geeigneter Sensor, vorzugsweise ein Encoder, eingesetzt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehmomentenregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahlregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionsregelung und/oder -erkennung eingesetzt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu großen Abweichungen von den Sollwerten der jeweiligen Regelung eine entsprechende Erkennung der Abweichung erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte für die Abweichungen vorab festgelegt oder aber über Betriebsbedingungen ermittelt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren externe auf den Propeller und damit den Antrieb wirkende Kräfte wie Anströmung zu erkennen vermag.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennung für eine Vorauseilung des Rotors, eine gegenüber der Solldrehzahl erhöhte Drehzahl und/oder ein gegenüber dem Solldrehmoment verkleinertes oder gar negatives Drehmoment vorgesehen ist.
PCT/DE2014/200175 2013-04-24 2014-04-22 Verfahren zum überwachen von antriebsmotoren WO2014173411A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/786,973 US20160197565A1 (en) 2013-04-24 2014-04-22 Procedure for the monitoring of drive motors

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013104164.7 2013-04-24
DE102013104164.7A DE102013104164A1 (de) 2013-04-24 2013-04-24 Verfahren zum Überwachen von Antriebsmotoren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014173411A1 true WO2014173411A1 (de) 2014-10-30
WO2014173411A4 WO2014173411A4 (de) 2015-02-05

Family

ID=50555058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2014/200175 WO2014173411A1 (de) 2013-04-24 2014-04-22 Verfahren zum überwachen von antriebsmotoren

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160197565A1 (de)
DE (1) DE102013104164A1 (de)
WO (1) WO2014173411A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10294794B2 (en) 2014-09-23 2019-05-21 Rolls-Royce Plc Gas turbine engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201512196D0 (en) * 2015-07-13 2015-08-19 Airbus Operations Ltd Methods and control systems for controlling a drive system of an aircraft
KR102563435B1 (ko) * 2018-10-01 2023-08-03 현대자동차 주식회사 차량 시스템, 차량의 모터 제어 시스템 및 그 방법
FR3094350B1 (fr) * 2019-04-01 2021-03-12 Safran Aircraft Engines Procédé de surveillance d’au moins un moteur d’aéronef

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05168280A (ja) * 1991-12-12 1993-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータ
EP1067669A2 (de) * 1999-07-05 2001-01-10 Kabushiki Kaisha Meidensha Wechselrichter mit Pulsweitenmodulation
US20090073731A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Vijay Phadke Health monitoring of power converter fans and electric motors
DE102011075387A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Drehmoments eines Elektromotors

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230873A1 (de) * 1992-09-16 1994-03-17 Leica Mikroskopie & Syst Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Überlastüberwachung an elektromotorischen Antrieben
DE29717317U1 (de) * 1997-07-03 1998-02-26 Elektro Metall Exp Gmbh Elektronische Sicherheitsabschaltung für elektrische Antriebe
DE102004050899B3 (de) * 2004-10-19 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren zur Lastzustandsüberwachung einer Antriebsmaschine und zugehörige Vorrichtung
DE102004057712A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-08 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Belastung eines elektrischen Antriebsmotors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05168280A (ja) * 1991-12-12 1993-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスモータ
EP1067669A2 (de) * 1999-07-05 2001-01-10 Kabushiki Kaisha Meidensha Wechselrichter mit Pulsweitenmodulation
US20090073731A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Vijay Phadke Health monitoring of power converter fans and electric motors
DE102011075387A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Drehmoments eines Elektromotors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHULZE ELECTRONIC GMBH: "future-u drehzahlsteller für bürsten- und sensorlose motoren", 28 February 2003 (2003-02-28), pages 1 - 29, XP002533366, Retrieved from the Internet <URL:http://www.schulze-elektronik-gmbh.de/guide/gfutu6-d.pdf> [retrieved on 20090618] *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10294794B2 (en) 2014-09-23 2019-05-21 Rolls-Royce Plc Gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20160197565A1 (en) 2016-07-07
WO2014173411A4 (de) 2015-02-05
DE102013104164A1 (de) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014173411A4 (de) Verfahren zum überwachen von antriebsmotoren
DE112012006770B4 (de) Zweiwellengasturbinen-Stromerzeugungssystem und Steuervorrichtung und Steuerverfahren für ein Gasturbinensystem
DE102004024563B4 (de) Verfahren zur Erzeugung von Notstrom für eine Windenergieanlage mit einem Hilfsgenerator
DE102015102236A1 (de) Steuerungssystem für einen elektrischen Motor
EP3747773A2 (de) Elektroantrieb für ein luftfahrzeug und hybridsystem für ein luftfahrzeug
EP1814217A3 (de) Motorsteuerverfahren und Motorsteuervorrichtung
DE102012101508A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine
DE102014212553B3 (de) Modulares Türantriebssteuerungssystem sowie modulares Türantriebssystem
EP2171281A1 (de) Verfahren zum erkennen eines störfalles &#34;rotating stall&#34; bei einem umrichtergespeisten verdichter
DE102017220941A1 (de) Elektrische Maschine mit erhöhter Betriebssicherheit
DE102010042317A1 (de) Ausfallsichere Steuerungen für elektrische Fahrantriebssysteme
EP3083321A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum betreiben einer elektrischen maschine
EP2807370A1 (de) Sicherheitskette und vefahren zum betreiben einer windturbine
DE202008002249U1 (de) Fluggerät mit einer Brennkraftmaschine sowie einem Elektro-Antriebsmotor
DE102014212554A1 (de) Diagnose eines Antriebssystems sowie Antriebssystem
WO2023147819A1 (de) Verfahren zum anwerfen eines verbrennungsmotors
DE102009024533B4 (de) Elektromotor
EP1920161B1 (de) Vakuum-turbomolekularpumpe
DE10355423A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines fehlerhaften Rotorlagewinkelsignals sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
DE4421406A1 (de) Einzelmotorischer Antrieb eines als permanentmagnetischer Läufer eines Axialfeldmotors ausgebildeten schaftlosen Spinnrotors und Verfahren zum Betreiben des einzelmotorischen Antriebes
EP1960852B1 (de) Überwachungseinrichtung für eine Antriebseinrichtung
DE102014109576B4 (de) Werkzeugmaschine mit Dichtungsstruktur in der Dreheinheit
CN108217398B (zh) 门机控制器对轿门驱动电机的控制方法
EP2008931A2 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Antriebssystems und Antriebssystem
WO2017001046A1 (de) Verfahren zum betrieb eines elektrischen bordnetzes eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug

Legal Events

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

Ref document number: 14745068

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14786973

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14745068

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1