WO2015043619A1 - Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung eines eine elektrische antriebseinheit umfassenden antriebssystems - Google Patents
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Abstract
Zur Zustandsüberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems wird mittels eines Lagerstromsensors ein elektrischer Strom durch zumindest ein mechanisches Lager des Antriebssystems gemessen. Für eine Amplitude des gemessenen elektrischen Stroms werden innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle Häufigkeitsverteilungen ermittelt. Außerdem wird zumindest eine Belastungskenngröße des Antriebssystems gemessen. Dabei ist die zumindest eine Belastungskenngröße ein Erregerstrom, eine Drehzahl bzw. ein Drehmoment des Antriebssystems. Anhand der zumindest einen Belastungskenngröße wird eine Betriebszustandsklasse des Antriebssystems ermittelt. Den Häufigkeitsverteilungen wird jeweils eine aktuelle Betriebszustandsklasse zugeordnet. Für die Häufigkeitsverteilungen wird ein Lagerstromkennwert ermittelt, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt.
Description
Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Zustandsüberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems
In Antriebssystemen, die eine elektrische Antriebseinheit umfassen, können aufgrund elektrischer oder magnetischer Streufelder innerhalb eines Antriebssystems oder durch außerhalb eines Antriebssystems entstandene Fremdströme Lagerströme hervorgerufen werden, die durch Wälz- oder Gleitlager fließen und deren Lebensdauer erheblich verkürzen. Sobald eine an einem Lager anliegende elektrische Spannung über einer Durch- bruchspannung eines Lagerschmierfilms liegt, setzt ein Stromfluß über das Lager ein, der sich beispielsweise durch Ver- brennung negativ auf den Lagerschmierfilm auswirkt. Ein beeinträchtigter Lagerschmierfilm führt wiederum zu einem erhöhten Verschleiß an Laufbahnen oder Wälzkörpern eines Lagers. Zur Vermeidung von Ausfällen und Stillstandszeiten, beispielsweise aufgrund unnötiger Wartungsarbeiten, sind Sen- soren und Meßverfahren entwickelt worden, um Lageströme zuverlässig messen und aussagekräftig bewerten zu können. In Antriebssystemen mit Verzahnungsbauteilen können ähnliche Schmierverhältnisse wie bei Wälz- und Gleitlagern auftreten. Somit besteht auch hier eine Gefahr von Lichtbogenentladun- gen.
Aus DE 10 2005 027 670 AI ist eine Anordnung zur Lagerstromüberwachung eines Elektromotors bekannt, die eine drehbare Motorwelle umfaßt, die mittels eines ersten und eines zweiten Lagers in einem Motorgehäuse gelagert ist. Zur hochfrequenten Messung einer im Bereich des ersten Lagers zwischen der Motorwelle und dem Motorgehäuse abfallenden ersten Welle- Gehäuse-Spannung sind Spannungserfassungsmittel vorgesehen. Mit den Spannungserfassungsmitteln ist eine Auswerteeinheit
zur Bestimmung eines über das erste Lager fließenden elektrischen Lagerstroms mittels der gemessenen ersten Welle- Gehäuse-Spannung verbunden. In WO 2011/107107 AI ist ein Lagermodul beschrieben, das eine feste, austauschbare Baueinheit zum Lagern einer Welle bildet und einen Träger sowie eine Lagereinrichtung zur drehbaren Lagerung der Welle umfaßt, die am Träger befestigt ist. Am Träger ist zusätzlich eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe der Lagereinrichtung befestigt.
Außerdem ist eine Schnittstelleneinrichtung vorgesehen, durch die ein Sensorsignal der Sensoreinrichtung übertragbar ist.
Aus WO 2011/107110 AI ist ein Verfahren zum frühzeitigen Er- kennen von entstehenden Schäden in einem Lager bekannt, die durch Lagerströme verursacht werden. Dabei wird während eines Lagerbetriebs anhand zumindest einer Langzeitmessung zumindest einer Meßgröße, die für ein Auftreten von Lagerströmen charakteristisch ist, abhängig von einer Lagerstromamplitude eine Auswertung erstellt. Anhand der Auswertung wird eine
Darstellung eines Meßergebnisses erstellt. Mittels eines Mustervergleichs wird diese Darstellung ausgewertet. Dies ermöglicht eine bessere Bewertung von Lagerströmen hinsichtlich einer potentiellen Schädigung betroffener Lager.
Bisherige Verfahren und Sensoren zur Lagerstromerfassung sind lediglich für drehzahlkonstante Antriebssysteme geeignet, da last- bzw. drehzahlabhängige Lagerstromänderungen nur unzureichend erfaßt bzw. bewertet werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems zu schaffen, das eine zuverlässige Detektion schädigender Lagerströme bei
drehzahl- bzw. lastvariablem Betrieb ermöglicht, sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Zustands- überwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems wird mittels eines Lagerstromsensors ein elektrischer Strom durch zumindest ein mechanisches Lager des Antriebssystems gemessen. Für eine Amplitude des gemessenen elektrischen Stroms werden innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle Häufigkeitsverteilungen ermittelt. Die Häufigkeitsverteilungen können beispielsweise in Abhängigkeit einer jeweiligen Zeitdauer einer zugeordneten Betriebszustandsklasse aggregiert werden. Außerdem wird zumindest eine Belastungs- kenngröße des Antriebssystems gemessen. Dabei ist die zumindest eine Belastungskenngröße ein Erregerstrom, eine Drehzahl bzw. ein Drehmoment des Antriebssystems. Anhand der zumindest einen Belastungskenngröße wird eine Betriebszustandsklasse des Antriebssystems ermittelt. Darüber hinaus wird den Häufigkeitsverteilungen jeweils eine aktuelle Betriebszustandsklasse zugeordnet. Dabei können die Betriebszustandsklassen auch Übergangszustände zwischen Betriebszuständen umfassen. Für die Häufigkeitsverteilungen wird erfindungsgemäß ein La- gerstromkennwert ermittelt, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustands- überwachung erfolgt. Auf diese Weise können Auswirkungen von drehzahl- bzw. lastabhängig veränderlichen Lagerströmen zuverlässig erfaßt werden.
Λ
Entsprechend einer alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anstelle eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager mittels eines Lagerstromsensors ein elektrischer Strom über zumindest ein Verzahnungsbauteil mittels eines Verzahnungsstromsensors gemessen. Dabei umfaßt das Antriebssystem eine Getriebeeinheit. Dementsprechend wird entsprechend dieser alternativen Ausführungsvariante ein Verzahnungsstromkennwert ermittelt, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebs- zustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt.
Vorzugsweise wird der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustands- klasse ermittelt. Dabei wird der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert fortlaufend auf eine Schwellwertüber- bzw.
-unterschreitung überwacht. Alternativ dazu kann der Lagerbzw. Verzahnungsstromkennwert aus den Häufigkeitsverteilungen ermittelt werden, wobei für die Belastungskenngröße und den Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert eine Kennlinie ermittelt wird, deren Verlauf fortlaufend überwacht wird. In beiden Fällen kann der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert ein mittlerer Lager- bzw. Verzahnungsstromwert sein. Dies ermöglicht eine einfache, aber dennoch aussagekräftige Lager- bzw. Verzahnungsstrombewertung.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Lager- bzw. Verzahnungs- ströme betriebszustandsabhängig hervorgerufene Schäden bzw. Schädigungen an einer graphischen Benutzerschnittstelle vi- sualisiert. Dies ermöglicht einen störungsarmen und wartungsextensiven Betrieb eines Antriebssystems mit einer elektrischen Antriebseinheit.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zustandsüberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems weist einen Lagerstromsensor zur Messung eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager des An- triebssystems auf. Zusätzlich ist eine Signalverarbeitungseinheit zur Ermittlung von Häufigkeitsverteilungen für eine Amplitude des gemessenen elektrischen Stroms innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle vorgesehen. Darüber hinaus umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Meßeinheit zur Messung zu- mindest einer Belastungskenngröße des Antriebssystems. Dabei ist die zumindest eine Belastungskenngröße ein Erregerstrom, eine Drehzahl bzw. ein Drehmoment des Antriebssystems. Erfindungsgemäß ist die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, daß anhand der zumindest einen Be- lastungskenngröße eine Betriebszustandsklasse des Antriebssystems ermittelt wird, und daß den Häufigkeitsverteilungen jeweils eine aktuelle Betriebszustandsklasse zugeordnet wird. Darüber hinaus ist die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, daß für die Häufigkeitsverteilun- gen ein Lagerstromkennwert ermittelt wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt. Der Lagerstromkennwert kann beispielsweise ein mittlerer Lagerstromwert sein. Anstelle eines Lagerstromsensors zur Messung eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager ist entsprechend einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verzahnungsstromsensor zur Messung eines elektrischen Stroms über zumindest ein Verzahnungsbau- teil vorgesehen. Dabei umfaßt das Antriebssystem eine Getriebeeinheit. Dementsprechend ist die Signalverarbeitungseinheit bei dieser alternativen Ausführungsform dafür ausgestaltet und eingerichtet, daß ein Verzahnungsstromkennwert ermittelt
wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ist die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet, daß der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse ermittelt wird, und daß der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert fortlaufend auf eine Schwellwertüber- bzw. -unterschreitung überwacht wird. Alternativ dazu kann die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet sein, daß der Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert aus den Häufigkeitsverteilungen ermittelt wird, und daß für die Belastungskenngröße und den Lager- bzw. Verzahnungsstromkennwert eine Kennlinie ermittelt wird, deren Verlauf fortlaufend überwacht wird. Dies ermöglicht eine einfache Realisierung einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung eines Antriebssystems, das eine elektrische Antriebseinheit umfaßt .
Darüber hinaus kann die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet sein, daß die Häufigkeitsverteilungen in Abhängigkeit einer jeweiligen Zeitdauer einer zugeordneten Betriebszustandsklasse aggregiert werden. Dabei können die Betriebszustandsklassen auch Übergangszustände zwischen Betriebszuständen umfassen, so daß eine besonders differenzierte Bewertung auftretender Lager- bzw. Verzahnungsströme erzielt wird. Vorzugsweise ist die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß durch Lager- bzw. Verzahnungsströme betriebszustandsabhängig hervorgerufene Schäden bzw. Schädigungen an einer graphischen Benutzerschnittstelle visualisiert werden. Dies ermöglicht betriebszustandsabhängig
adäquate Reaktionen auf unzulässige hohe Lager- bzw. Verzahnungsströme .
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh- rungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einer elektrischen Antriebseinheit und einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung,
Figur 2 eine schematische Darstellung zur Durchführung eines Verfahrens zur Zustandsüberwachung des in Figur 1 dargestellten Antriebssystems, Figur 3-7 mehrere Ausgestaltungsvarianten eines Antriebssystems mit einer elektrischen Antriebseinheit und einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung.
Das in Figur 1 dargestellte Antriebssystem umfaßt eine elekt- rische Antriebseinheit 101, eine in die elektrische Antriebseinheit 101 integrierte Sensoreinheit 102, eine der elektrischen Antriebseinheit 101 zugeordneten Steuerungseinheit 103, eine Signalverarbeitungseinheit 104 einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung des Antriebssystems und eine der Vorrich- tung zur Zustandsüberwachung zugeordnete graphische Benutzerschnittstelle 105. Die integrierte Sensoreinheit 102 umfaßt einen Lagerstromsensor zur Messung eines Lagerstroms durch zumindest ein mechanisches Lager des Antriebssystems und eine Meßeinheit zur Messung zumindest einer Belastungskenngröße des Antriebssystems. Diese Belastungskenngröße kann beispielsweise ein Erregerstrom, eine Drehzahl oder ein Drehmoment des Antriebssystems sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Belastungskenngröße um die Drehzahl . Dementsprechend übermittelt die integrierte Sensor-
reinheit 102 Telegramme 111 mit Lagerstrom- und Drehzahlmeßwerten an die Signalverarbeitungseinheit 104. Die Signalverarbeitungseinheit 104 ist zur Ermittlung von Häufigkeitsverteilungen für eine Amplitude des gemessenen Lagerstroms in- nerhalb vorgebbarer Zeitintervalle vorgesehen.
Die elektrische Antriebseinheit 101 übermittelt Telegramme 121 mit Motor- bzw. Generatorparametern an die Steuerungseinheit 103 und empfängt von dieser Telegramme 122 mit Stellgrö- ßen zur Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Antriebseinheit 101. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinheit 103 mit der Signalverarbeitungseinheit 104 verbunden und übermittelt an diese Telegramme 131 mit Informationen zum Betriebszustand der elektrischen Antriebseinheit 102. Die Signalverarbeitungseinheit 104 übermittelt in umgekehrter Richtung Telegramme 132 mit Lagerstrombewertungen bzw. entsprechenden Warnungen oder Alarmen an die Steuerungs- einheit 103. Darüber hinaus ist die Signalverarbeitungseinheit 104 dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß anhand der zumindest einen Belastungskenngröße 201, deren Verlauf in Figur 2 beispielhaft und schematisch dargestellt ist, bzw. anhand der Informationen über den Betriebszustand der elektrischen An- triebseinheit 101 eine der Betriebszustandsklassen 203 des Antriebssystems gemäß Figur 2 ermittelt wird. Dabei ordnet die Signalverarbeitungseinheit 104 den in Figur 2 dargestellten Häufigkeitsverteilungen 202 jeweils eine aktuelle Be- triebszustandsklasse 203 zu. Die Betriebszustandsklassen 203 umfassen auch Übergangszustände zwischen Betriebszuständen .
Des weiteren ist die die Signalverarbeitungseinheit 104 dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß für die Häufigkeitsverteilungen 202 ein Lagerstromkennwert ermittelt wird, an-
hand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Be- triebszustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt. Dementsprechend übermittelt die Signalverarbeitungseinheit 104 Telegramme 132, 152 mit Lagerstrombewertungen an die Steue- rungseinheit 103 und an die graphische Benutzerschnittstelle 105. Durch Lagerströme betriebszustandsabhängig hervorgerufene Schäden bzw. Schädigungen werden an der graphischen Benutzerschnittstelle 105 visualisiert . Auf Basis der an der graphischen Benutzerschnittstelle 105 visualisierten Schäden bzw. Schädigungen können dort Steuerungsbefehle für die Steuerungseinheit 103 bzw. für die Signalverarbeitungseinheit 104 eingegeben werden, die dann als Telegramme 141, 151 an die Steuerungseinheit 103 und an die Signalverarbeitungseinheit 104 übermittelt werden. Darüber hinaus empfängt die graphische Benutzerschnittstelle 105 von der Steuerungseinheit 103 Telegramme 142 mit Bewertungen des Betriebszustands der elektrischen Antriebseinheit 102. Diese Bewertungen werden an der graphischen Benutzerschnittstelle 105 ebenfalls visualisiert.
Die Häufigkeitsverteilungen des Lagerstroms können in Abhängigkeit einer jeweiligen Zeitdauer einer zugeordneten Be- triebszustandsklasse aggregiert werden. Darüber hinaus kann der Lagerstromkennwert in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse ermittelt werden, wobei der Lagerstromkennwert der fortlaufend auf eine Schwellwertüber- bzw. -unterschreitung überwacht wird. Der Lagerstromkennwert kann beispielsweise ein mittlerer Lagerstromwert sein. Ent- sprechend einer alternativen Ausführungsform wird der Lagerstromkennwert aus den Häufigkeitsverteilungen ermittelt, wobei die Belastungskenngröße und den Lagerstromkennwert eine Kennlinie ermittelt wird, deren Verlauf fortlaufend überwacht wird .
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausgestaltungsvariante ist die Signalverarbeitungseinheit 303 als separate Baugruppe ausgeführt, die über eine Datenverbindung mit einem an einem Motor bzw. Generator 301 montierten Lagerstromsensor 302 verbunden ist. Über eine zusätzliche Datenverbindung ist die Signalverarbeitungseinheit 303 mit einem Frequenzumrichter 304 für den Motor bzw. Generator 301 verbunden und empfängt auf diese Weise Telegramme 305 mit Drehzahlmeßwerten und Be- Wertungen des Betriebszustands des Motors bzw. Generators 301. Gegenüber Ausgestaltungsvariante gemäß Figur 3 unterscheidet sich die in Figur 4 dargestellte Ausgestaltungsvariante dadurch, daß die Signalverarbeitungseinheit 403 in den Frequenzumrichter 404 integriert ist. Dementsprechend ist der Frequenzumrichter 404 über eine Datenverbindung mit dem am
Motor bzw. Generator 401 montierten Lagerstromsensor 402 verbunden .
Entsprechend der in Figur 5 dargestellten Ausgestaltungsvari - ante ist die Signalverarbeitungseinheit 503 als separate Baugruppe ausgeführt, die über eine Datenverbindung mit einem an einem Motor bzw. Generator 501 montierten Lagerstromsensor 502 verbunden ist. Über eine zusätzliche Datenverbindung ist die Signalverarbeitungseinheit 503 mit einem am Motor bzw. Generator 501 montierten Drehzahlsensor 504 verbunden und empfängt auf diese Weise Telegramme 506 mit Drehzahlmeßwerten des Motors bzw. Generators 501. Aufgrund dessen ist bei der in Figur 5 dargestellten Ausgestaltungsvariante keine Datenverbindung zwischen der Signalverarbeitungseinheit 503 und dem mit dem Motor bzw. Generator 501 verbundenen Frequenzumrichter 505 erforderlich.
Grundsätzlich können entsprechend der in Figur 6 dargestellten Ausgestaltungsvariante sowohl der Lagerstromsensor 602
als auch die Signalverarbeitungseinheit 603 in den Motor bzw. Generator 601 integriert sein. Zwischen der Signalverarbeitungseinheit 603 und dem Frequenzumrichter 604 ist eine Datenverbindung vorgesehen, über welche die Signalverarbei- tungseinheit 603 Telegramme mit Drehzahlmeßwerten oder Bewertungen des Betriebszustands des Motors bzw. Generators 601 em fängt .
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausgestaltungsvariante ist mit dem Motor bzw. Generator 701 ein Getriebe 702 zur Drehzahl-Drehmoment-Wandlung verbunden, wobei der Lagerstromsensor 703 am Getriebe 703 zur Überwachung eines dortigen Lagers montiert ist. Die Signalverarbeitungseinheit 703 ist als separate Baugruppe ausgeführt, die über eine Datenverbindung mit dem Lagerstromsensor 703 verbunden ist. Über eine weitere Datenverbindung ist die Signalverarbeitungseinheit 704 mit dem Frequenzumrichter 705 für den Motor bzw. Generator 701 verbunden und empfängt auf diese Weise Telegramme 305 mit Drehzahlmeßwerten oder Bewertungen des Betriebszustands des Motors bzw. Generators 701. Zudem kann alternativ oder zusätzlich zur Lagerstromerfassung und -Überwachung in analoger Weise eine VerzahnungsStromerfassung und -Überwachung erfolgen .
Claims
1. Verfahren zur Zustandsuberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems, bei dem
- mittels eines Lagerstromsensors ein elektrischer Strom durch zumindest ein mechanisches Lager des Antriebssystems gemessen wird,
- für eine Amplitude des gemessenen elektrischen Stroms innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle Häufigkeitsverteilungen ermittelt werden,
- zumindest eine Belastungskenngröße des Antriebssystems gemessen wird, wobei die zumindest eine Belastungskenngröße ein Erregerstrom, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Antriebssystems ist,
- anhand der zumindest einen Belastungskenngröße eine Betriebszustandsklasse des Antriebssystems ermittelt wird,
- den Häufigkeitsverteilungen jeweils eine aktuelle Betriebszustandsklasse zugeordnet wird,
- für die Häufigkeitsverteilungen ein Lagerstromkennwert ermittelt wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustandsuberwachung erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Häufigkeitsverteilungen in Abhängigkeit einer jeweiligen Zeitdauer einer zugeordneten Betriebszustandsklasse aggregiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
bei dem die Betriebszustandsklassen Übergangszustände zwischen Betriebszuständen umfassen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem der Lagerstromkennwert in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse ermittelt wird, und bei dem der Lagerstromkennwert der fortlaufend auf eine
Schwellwertüber- und/oder -unterschreitung überwacht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem der Lagerstromkennwert aus den Häufigkeitsverteilungen ermittelt wird, und bei dem für die Belastungskenngröße und den Lagerstromkennwert eine Kennlinie ermittelt wird, deren Verlauf fortlaufend überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem der Lagerstromkennwert ein mittlerer Lagerstromwert ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem durch Lagerströme betriebszustandsabhängig hervorgerufene Schäden und/oder Schädigungen an einer graphischen Be- nutzerschnittstelle visualisiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem anstelle eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager mittels eines Lagerstromsensors ein elektrischer Strom über zumindest ein Verzahnungsbauteil mittels eines Verzahnungsstromsensors gemessen wird, wobei das Antriebssystem eine Getriebeeinheit umfaßt, und bei dem ein Verzahnungsstromkennwert ermittelt wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklas- se die Zustandsüberwachung erfolgt.
9. Vorrichtung zur Zustandsüberwachung eines eine elektrische Antriebseinheit umfassenden Antriebssystems mit
- einem Lagerstromsensor zur Messung eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager des Antriebssystems ,
- einer Signalverarbeitungseinheit zur Ermittlung von Häu- figkeitsverteilungen für eine Amplitude des gemessenen elektrischen Stroms innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle,
- einer Meßeinheit zur Messung zumindest einer Belastungskenngröße des Antriebssystems, wobei die zumindest eine Belastungskenngröße ein Erregerstrom, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Antriebssystems ist,
- wobei die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist,
- daß anhand der zumindest einen Belastungskenngröße eine Betriebszustandsklasse des Antriebssystems ermittelt wird,
- daß den Häufigkeitsverteilungen jeweils eine aktuelle Betriebszustandsklasse zugeordnet wird,
- daß für die Häufigkeitsverteilungen ein Lagerstromkenn- wert ermittelt wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zu- standsüberwachung erfolgt .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
bei dem die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß die Häufigkeitsverteilungen in Abhängigkeit einer jeweiligen Zeitdauer einer zugeordneten Betriebszustandsklasse aggregiert werden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
bei dem die Betriebszustandsklassen Übergangszustände
sehen Betriebszuständen umfassen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß der Lagerstromkennwert in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse ermittelt wird, und daß der Lagerstromkennwert der fortlaufend auf eine Schwellwertüber- und/oder -unterschreitung überwacht wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
bei dem die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß der Lagerstromkennwert aus den Häufigkeitsverteilungen ermittelt wird, und daß für die Belastungskenngröße und den Lagerstromkennwert eine Kennlinie ermittelt wird, deren Verlauf fortlaufend überwacht wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
bei dem der Lagerstromkennwert ein mittlerer Lagerstromwert ist .
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
bei dem die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß durch Lagerströme betriebszustandsab- hängig hervorgerufene Schäden und/oder Schädigungen an einer graphischen Benutzerschnittstelle visualisiert werden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
bei dem anstelle eines Lagerstromsensors zur Messung eines elektrischen Stroms durch zumindest ein mechanisches Lager ein Verzahnungsstromsensor zur Messung eines elektrischen Stroms über zumindest ein Verzahnungsbauteil vorgesehen ist, wobei das Antriebssystem eine Getriebeeinheit umfaßt, und bei dem die Signalverarbeitungseinheit dafür ausgestaltet und eingerichtet ist, daß ein Verzahnungsstromkennwert ermittelt wird, anhand dessen in Abhängigkeit von der jeweils zugeordneten Betriebszustandsklasse die Zustandsüberwachung erfolgt.
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| PCT/EP2013/069821 WO2015043619A1 (de) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung eines eine elektrische antriebseinheit umfassenden antriebssystems |
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| PCT/EP2013/069821 WO2015043619A1 (de) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung eines eine elektrische antriebseinheit umfassenden antriebssystems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2015043619A1 (de) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019020473A1 (de) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | Vdeh-Betriebsforschungsinstitut Gmbh | Vorrichtung zur bestimmung des zustands eines mechanischen bauteils, verwendung eines messgeräts, system, verfahren zur bestimmung des zustands eines mechanischen bauteils |
| CN109310244A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-02-05 | 德国福维克控股公司 | 用于掼奶油的自动控制功能 |
| WO2019223882A1 (de) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Harmonic Drive Ag | Elektrische antriebsvorrichtung mit zustandsüberwachung |
| DE102019107901A1 (de) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Lock Antriebstechnik Gmbh | Getriebemotor |
| CN113950618A (zh) * | 2018-11-30 | 2022-01-18 | 西门子股份公司 | 用于确定轴承的剩余寿命的系统、装置和方法 |
| DE102021006193A1 (de) | 2021-12-15 | 2023-06-15 | Baumer Germany Gmbh & Co. Kg | Geber und Verfahren zum Überwachen eines elektrisch betriebenen Antriebssystems mittels eines Gebers |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050200378A1 (en) * | 2002-09-10 | 2005-09-15 | Max Hobelsberger | Apparatus and method for monitoring and/or analysis of electrical machines during operation |
| DE102005027670A1 (de) | 2005-06-15 | 2007-01-11 | Siemens Ag | Anordnung und Verfahren zur Lagerstromüberwachung eines Elektromotors |
| DE102010002296A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Auswertungsverfahren für Lichtbogenentladungen und zugehöriger Prüfstand |
| WO2011107107A1 (de) | 2010-03-01 | 2011-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Lagermodul mit sensoreinrichtung |
| WO2011107110A1 (de) | 2010-03-01 | 2011-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur frühzeitigen erkennung der entstehung von schäden in einem lager |
| WO2013044973A1 (de) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und anordnung zum ermitteln und/oder überwachen des zustands eines wälzlagers |
-
2013
- 2013-09-24 WO PCT/EP2013/069821 patent/WO2015043619A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050200378A1 (en) * | 2002-09-10 | 2005-09-15 | Max Hobelsberger | Apparatus and method for monitoring and/or analysis of electrical machines during operation |
| DE102005027670A1 (de) | 2005-06-15 | 2007-01-11 | Siemens Ag | Anordnung und Verfahren zur Lagerstromüberwachung eines Elektromotors |
| DE102010002296A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Auswertungsverfahren für Lichtbogenentladungen und zugehöriger Prüfstand |
| WO2011107107A1 (de) | 2010-03-01 | 2011-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Lagermodul mit sensoreinrichtung |
| WO2011107110A1 (de) | 2010-03-01 | 2011-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur frühzeitigen erkennung der entstehung von schäden in einem lager |
| WO2013044973A1 (de) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und anordnung zum ermitteln und/oder überwachen des zustands eines wälzlagers |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109310244A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-02-05 | 德国福维克控股公司 | 用于掼奶油的自动控制功能 |
| WO2019020473A1 (de) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | Vdeh-Betriebsforschungsinstitut Gmbh | Vorrichtung zur bestimmung des zustands eines mechanischen bauteils, verwendung eines messgeräts, system, verfahren zur bestimmung des zustands eines mechanischen bauteils |
| CN110959108A (zh) * | 2017-07-24 | 2020-04-03 | Vdeh-应用研究院有限公司 | 用于确定机械构件状态的装置、测量设备的应用、用于确定机械构件状态的系统和方法 |
| US11371910B2 (en) | 2017-07-24 | 2022-06-28 | Vdeh-Betriebsforschungsinstitut Gmbh | Device for determining the state of a mechanical component, use of a measuring appliance, system, and method for determining the state of a mechanical component |
| EP4283317A3 (de) * | 2017-07-24 | 2023-12-06 | VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH | Vorrichtung, system und verfahren zur bestimmung des zustands eines mechanischen bauteils |
| WO2019223882A1 (de) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Harmonic Drive Ag | Elektrische antriebsvorrichtung mit zustandsüberwachung |
| CN113950618A (zh) * | 2018-11-30 | 2022-01-18 | 西门子股份公司 | 用于确定轴承的剩余寿命的系统、装置和方法 |
| US20220050015A1 (en) * | 2018-11-30 | 2022-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | System, apparatus and method of determining remaining life of a bearing |
| US11709112B2 (en) * | 2018-11-30 | 2023-07-25 | Siemens Aktiengesellschaft | System, apparatus and method of determining remaining life of a bearing |
| CN113950618B (zh) * | 2018-11-30 | 2024-04-26 | 西门子股份公司 | 用于确定轴承的剩余寿命的系统、装置和方法 |
| DE102019107901A1 (de) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Lock Antriebstechnik Gmbh | Getriebemotor |
| DE102021006193A1 (de) | 2021-12-15 | 2023-06-15 | Baumer Germany Gmbh & Co. Kg | Geber und Verfahren zum Überwachen eines elektrisch betriebenen Antriebssystems mittels eines Gebers |
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