用于确定旋转电动机器的运行表现的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定旋转电动机器(2)的运行表现的装置，该机器与运行电压连接，其中，装置(3)包括传感器设备(4)和计算设备(5，6，8，9)，其中，传感器设备(4)设计用于，检测机器(2)之外的漏磁场并且从检测到的漏磁场计算转差频率(f2)和同步频率(f1)，其中，在计算设备(5，6，8，9)上存储具有预先设定的机器特有的参数(R1，X1，R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定旋转电动机器的运行表现的装置和方法


[0001]本专利技术涉及用于确定旋转电动机器、特别是异步电机的运行表现的装置，该机器与运行电压连接，其中，该装置包括传感器设备和计算设备。
[0002]本专利技术还涉及用于确定与运行电压连接的旋转电动机器的运行表现的方法。
[0003]本专利技术还涉及计算机程序，其包括指令，指令在程序的执行期间使上述类型的装置实施上述类型的方法。
[0004]本专利技术还涉及具有上述类型的计算机程序的计算机可读介质、例如易失性或非易失性的存储介质。
[0005]本专利技术涉及一种系统，其包括旋转电动机器和上述类型的装置。

技术介绍

[0006]在工业驱动技术中发展的数字化方面，在检测和为了进一步处理而传输设备单元、例如异步电机的状态参量(温度、振动、转速等)的场景中，出现了越来越多的IoT(物联网)设备、例如IoT传感器设备。为了低成本和稳定地实施这些设备、例如IoT设备，常常放弃外部的传感器，从而能够不直接测量确定的感兴趣的参量。因此，例如能够在异步电机中在运行点确定(例如转矩、功率)的情况下仅提供漏磁场参量的同步频率和转差频率作为确定基础。通常，通过线性内插或外插法从转差频率、同步频率、额定转矩和额定转速确定当前的运行点。该方法受限于转矩和功率的说明。由于线性化产生的错误(根据电机的大小/设计)典型地在5％与10％或15％之间(有时明显超出)。因此该方法很不精确。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的能够在于，提供能够实现对旋转电动机器中的运行表现的确定进行改善的方法和系统。
[0008]根据本专利技术，该目的利用上述类型的装置来实现，其中传感器设备设计用于，检测机器之外的漏磁场并且从检测到的漏磁场计算转差频率f2和同步频率f1和/或同步转速，其中，在计算设备上存储具有预先设定的机器特有的参数R1，X1，R
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的扩展的等效电路图，并且计算设备设置用于，根据计算出的转差频率f2和同步频率f1确定转差率s并且随后借助于扩展的等效电路图确定机器的运行表现。
[0009]结合本专利技术，概念“与运行电压连接”被理解为旋转电动机器的状态，在其中使机器连接到高度和频率固定(输电网络)或可变(变流器运行)的运行电压上。
[0010]优选地，变流器的控制方法是已知的，由此能够从传感器确定的同步频率f1确定未知的变流器输出电压。
[0011]能够有利的是，计算设备具有第一计算单元和第二计算单元，其中，扩展的等效电路图存储在第一计算单元上。
[0012]此外能够有利的是，第一计算单元与第二计算单元在结构方面分离地设计，并且传感器设备包括第一计算单元。
[0013]在一个实施方式中能够有利的是，计算设备还包括云计算单元、特别是云服务器。
[0014]特别地，云计算单元能够设计为云服务器，并且经由无线连接、特别是互联网无线连接与第一和/或第二计算单元和/或传感器设备连接。
[0015]此外能够有利的是，预先设定的机器特有的参数中的至少一个是表征附加损失的附加电阻R
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。以该方式能够考虑扩展的等效电路图中以及在确定运行点时的附加损失。其能够提高确定的精度。
[0016]此外能够有利的是，计算设备还包括显示器，显示器设置用于可视化机器的运行表现。
[0017]根据本专利技术，本专利技术的目的还利用上述类型的方法如下地实现，即
[0018]A)(在机器运行期间)检测机器之外的漏磁场，
[0019]B)从检测到的漏磁场计算转差频率f2和同步频率f1，
[0020]C)从转差频率f2和同步频率/同步转速f1计算转差率s，
[0021]D)利用转差率s、同步频率f1和预先设定的机器特有的参数R1，X1，R
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，从而借助于机器的扩展的等效电路图来确定机器的运行表现。
[0022]换句话说：转差率s、同步频率f1和预先设定的机器特有的参数R1，X1，R
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用作为扩展的等效电路图的输入参量，利用其计算该运行表现的等效电路图。
[0023]在确定运行表现时例如能够确定转矩和/或功率、例如机械轴功率和/或功率系数和/或效率。
[0024]此外能够有利的是，预先设定的机器特有的参数R1，X1，R
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包括表征附加损失的附加电阻R
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。
[0025]此外能够有利的是，从确定的运行表现确定机器的运行点。
[0026]另外的优点能够是，将机器的确定的运行表现可视化。
[0027]在一个实施方式中能够提出，将扩展的等效电路图传输至用于测量漏磁场的位置，以便在那里例如至少临时存储并且在机器上实施步骤A至步骤D。
[0028]此外能够提出，在机器上(例如在布置在机器上的传感器设备中)实施步骤A至步骤C，将转差率s和同步频率f1发送至云中，并且在云中实施步骤D。
[0029]还能考虑的是，在机器上(例如在布置在机器上的传感器设备中)实施步骤A和B，并且在云中实施步骤C和D。
[0030]此外根据本专利技术，该目的利用上述类型的系统实现为，其中机器包括机器壳体，其中，传感器设备布置、特别是固定在机器壳体的外侧，其中，传感器设备优选地设计为IIoT(工业物联网)传感器设备。
附图说明
[0031]接下来根据附图所示的实施例详细描述和阐述本专利技术。附图示出：
[0032]图1示出由异步电机和IIoT基础设施组成的系统，
[0033]图2示出扩展的等效电路图，并且
[0034]图3示出方法的流程图。
[0035]在实施例和附图中，相同或作用相同的元件能分别具有相同的标号。
具体实施方式
[0036]首先参考图1。该图示意性地示出系统1,、旋转电动机器2和用于确定机器2的运行表现的装置3。机器2能够与运行电压连接并且运行。机器2设计为异步电机、例如异步电动机或异步发电机，并且具有能围绕转子轴21旋转的转子22和在转子22周围的定子23，其中，在转子22和定子23之间存在尤其设计为气隙的间隙24。转子轴21限定了轴向方向和径向方向。转子22包括轴220和转子叠片组221。定子23包括具有定子绕组231的定子叠片组230，其中，定子叠片组230由多个分层的电叠片组成。定子绕组231在轴向方向上延伸经过转子叠片组230并且在定子叠片组230的轴向端部处形成绕组头232。转子22的轴220经由轴承25支承。转子22和定子23安装在封闭的机器壳体26中。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定旋转电动机器(2)的运行表现的装置，所述机器与运行电压连接，其中，所述装置(3)包括传感器设备(4)和计算设备(5，6，8，9)，其中，所述传感器设备(4)设计用于，检测所述机器(2)之外的漏磁场并且从检测到的所述漏磁场计算转差频率(f2)和同步频率(f1)，其中，在所述计算设备(5，6，8，9)上存储具有预先设定的机器特有的参数(R1，X1，R
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)的扩展的等效电路图，并且所述计算设备(5，6，8，9)设置用于，根据计算出的所述转差频率(f2)和所述同步频率(f1)确定转差率(s)并且随后借助于扩展的所述等效电路图确定所述机器(2)的所述运行表现。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算设备具有第一计算单元(5)和第二计算单元(6)，其中，扩展的所述等效电路图被存储在所述第一计算单元(5)上。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一计算单元(5)与所述第二计算单元(6)在结构方面分离地设计，并且所述传感器设备(4)包括所述第一计算单元(5)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述计算设备还包括云计算单元(9)。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述计算设备还包括云服务器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，预先设定的机器特有的所述参数(R1，X1，R
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)中的至少一个是表征附加损失的附加电阻(R
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)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述计算设备还包括显示器(8)，所述显示器设置用于将所述机器(2)的所述运行表现可视化。8.一种用于确定旋转电动机器(2)的运行表现的方法，所述机器与运行电压连接，其中，A)检测所述机器(2)之外的漏磁场，B)从检测到的所述漏磁场计算转差频率(f2)和同步频率(f1)，C)从所述转差频率(f2)和所述同步频率(f1)计算转差率(s)，D)利用所述转差率(s)、所述同步频率(f...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：