Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung mit einem einen Verdichter für Fördermedium und einen elektrischen Antriebsmotor aufweisenden Verdichteraggregat, wobei der Antriebsmotor zur Einstellung der Motorwellendrehzahl mit einer Leistungsansteuerung verbunden ist, die mit einer einen Datenspeicher aufweisenden Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, die einen Regler zum Regeln wenigstens einer Fördergröße aufweist, wie zum Beispiel dem Fördermedium-Volumenstrom, dem Fördermedium-Druck und/oder der Fördermediumtemperatur.

Aus JP-OS 62-294797 kennt man bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die einen Regler zum Regeln des Volumenstrom des von dem Verdichteraggregat verdichte- ten Fördermediums aufweist. Zur Bestimmung der von dem elek- trischen Antriebsmotor an den Verdichter abgegebenen Motorwellen- leistung weist die vorbekannte Vorrichtung eine Meßeinrichtung auf, die einen an dem Antriebsmotor angeordneten Leistungssensor zum Messen der elektrischen Eingangsleistung des Antriebsmotors und einen an dem Verdichter angeordneten Tachogenerator zum Messen der Drehzahl der Verdichterantriebswelle hat. Der Leistungssensor und der Tachogenerator sind jeweils mit einem Eingang einer

Recheneinheit verbunden, welche aus den gemessenen Leistungs- und Tachosignalen die momentane Wellenleistung des Antriebsmotors ermittelt. Ein weiterer Eingang der Recheneinheit ist über ein Differenzierglied mit dem Tachogenerator verbunden. Aus den so gewonnen Meßwerten für die Motorwellenleistung werden die zur Regelung des Fördermedium-Volumenstroms benötigten Volumenstrom- Meßwerte indirekt ermittelt. In dem Datenspeicher der Steuerein- richtung sind dazu Verdicher-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen abgelegt, die jeweils einander zugeordnete Motorwellenleistungs-, Verdichterdrehzahl-und Fördermedium- Volumenstromwerten aufweisen. Durch die indirekte Ermittlung der Volumenstrom-Meßwerte kann ein teuerer Volumenstromsensor eingespart werden. Ein Nachteil der vorbekannten Vorrichtung besteht jedoch noch darin, daß die Messung der Motorwellenleistung des Antriebsmotors noch relativ ungenau ist was eine vergleichs- weise große Regelabweichung Fördermedium-Volumenstromes zur Folge hat. Ungünstig ist außerdem, daß die Meßeinrichtung einen relativ teueren Tachogenerator für die Messung der Drehzahl der Antriebswelle des Verdichters erfordert und daß der Tachogenerator auch einen gewissen Platzbedarf benötigt. Aufgrund der beim Verdichten von kompressiblen Fördermedien auftretenden hohen Temperaturen sind außerdem Wärmeisolationsmaßnahmen gegen thermische Überlastung des Tachogenerators erforderlich.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bezüglich der zu regelnden Fördergröße eine hohe Regelgenauigkeit ermöflichen.

Bezüglich eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das zum Regeln des Fördermedium-Volumenstroms vorgesehenen ist, besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß Aggregat-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Fördermediumdruck-, Motordrehfelddrehzahl und Volumenstrom-Werten ermittelt und abgespeichert werden, und daß

der Volumenstrom-Meßwert indirekt ermittelt wird, indem Istwerte für den Fördermediumdruck und für die Motordrehfelddrehzahl erfaßt werden und aus diesen Istwerten mit Hilfe der abgespeicherten Aggregat-Kenngrößen der Volumenstrom-Meßwert ermittelt wird.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, die individuellen Eigen- schaften des Aggregats in Form eines Kennfeldes, das eine Vielzahl von einander zugeordneten Fördermediumdruck-, Motordrehfeld- drehzahl und Volumenstrom-Werten aufweist, zu messen und abzuspeichern. Dies kannbeispielsweisemit Hilfe eines geeigneten Versuchsstandes erfolgen. Anhand der einmal aufgezeichneten Aggregat-Kenngrößen können dann auf einfache Weise durch Messung des Fördermediumdrucks die für die Regelung benötigten Istwerte für den Volumenstrom des Fördermediums indirekt ermittelt werden.

Dadurch kann ein teuerer Volumenstromsensor eingespart werden.

In vorteilhafter Weise sind in dem Kennfeld nicht nur die Verdichtereigenschaften, sondern vor allem auch die Eigenschaften des Antriebsmotors erfaßt. So werden auf einfache Weise Nichtlinearitäten des Antriebsmotors sowie die in der Praxis <BR> auftretendenVerlusteinderAntriebsmechanik, diebeispielSweise durch einen vom Antriebsmotor angetriebenen, zur Kühlung des Antriebsmotros und/oder des Verdichters vorgesehenen Lüfter berücksichtigt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die von dem Lüfter aufgenommene Motorwellenleistung von der Motordrehfeld- drehzahl und dem Fördermediumdruck abhängig ist, was mittels der Aggregat-Kenngrößen berücksichtigt werden kann. Das erfindungs- gemäße Verfahren ermöglicht deshalb eine hohe Meß-und Regelgenau- igkeit.

In vorteilhafter Weise kann die Drehzahl des magnetischen Motordrehfeldes des Antriebsmotros auf einfache Weise aus der Frequenz des Motorstroms und/oder derjenigen der Motorspannung abgeleitet werden, wodurch ein teurer und temperaturempfindlicher Tachogenerator als Drehzahlsensor eingespart werden kann. Aus

Kostengünden wird als Antriebsmotor ein Asynchronmotor bevorzugt.

In vorteilhafter Weise ist bei einem einen Asynchronmotor aufweisenden Verdichteraggregat sogar der Motorschlupf in den Aggregat-Kenngrößen berücksichtigt, wodurch eine entsprechend hohe Meß-und Regelgenauigkeit erreicht wird. Selbstverständlich kann als Antriebsmotor aber auch ein Synchronmotor vorgesehen sein. Erwähnt werden soll noch, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl im Vakuum-, als auch im Druckbetrieb des Verdichters angewendet werden kann.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich des eingangs genannten Verfahrens auch dadurch gelöst werden, daß Aggregat- Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Drehzahl-und Fördergrößen-Werten ermittelt und abgespeichert werden, daß der Fördergrößen-Meßwert indirekt ermittelt wird, indem wenigstens ein Istwert für die Motoreingangsleistung und mindestens ein Istwert für die Drehzahl erfaßt wird, und daß aus diesen Istwerten mit Hilfe der Aggregat-Kenngrößen der Förder- größen-Meßwert ermittelt wird.

Auch bei dieser Lösung werden die individuellen Eigenschaften des Aggregats in Form eines Kennfeldes gemessen und abgespeichert.

Im Unterschied zu der Lösung nach Anspruch 1 bestehen die Wertekombinationen jedoch jeweils aus einem Motoreingangs- leistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Fördergrößen-Wert. Die beiden zuerst genannten Werte können sowohl bei einem Asynchron-, als auch bei einem Synchronmotor auf einfache Weise aus dem Motorstrom und der Motorspannung bzw. deren Frequenz bestimmt werden. Zusätzlich zu den Vorteilen des Verfahrens nach Anspruch 1 hat das Verfahren gemäß Anspruch 2 somit noch den Vorteil, daß der Fördergrößen-Wert ohne die Verwendung eines zusätzlichen Sensors ermittelt werden kann. Dennoch wird eine hohe Meß-und Regelungsgenauigkeit erreicht.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich des Verfahrens auch dadurch gelöst werden, daß Motor-Kenngrößen mit ei- ner Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Motorwellendrehzahlwerten ermittelt und abgespeichert werden, daß Verdichter-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinatio- nen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellen- drehzahl-, Fördermediumdruck-und Volumenstrom-Werten ermittelt und abgespeichert werden, und daß der Volumenstrom-Meßwert indirekt ermittelt wird, indem wenigstens ein Istwert für die Motoreingangsleistung und mindestens ein Istwert für die Motordrehfelddrehzahl erfaßt wird, und daß aus diesen Istwerten mit Hilfe der Verdichter-Kenngrößen und der Motor-Kenngrößen der Fördergrößen-Meßwert ermittelt wird.

Diese Lösung wird als besonders vorteilhaft angesehen, da sie zusätzlich zu den Vorteilen der Lösung gemäß Anspruch 1 und 2 auch noch einen einfachen Austausch des Antriebsmotors oder des Verdichters des Verdichteraggregats ermöglicht, falls dieser einmal ausfallen sollte. Durch die getrennte Abspeicherung von Verdichter-und Motor-Kenngrößen brauchen beispielsweise bei einem Austausch des Antriebsmotors nur die Motor-Kenngrößen neu ermittelt und abgespeichert zu werden, während die Verdicher- Kenngrößen weiterbenutzt werden können. In vorteilhafter Weise ist es dadurch möglich, die Motor-Kenngrößen ohne einen Zugriff auf den Verdichter eines beispielsweise bei einem Kunden installierten Verdichteraggregats im Werk des Herstellers zu ermitteln. Der Hersteller des Verdichteraggregats kann dadurch auf einfache Weise einen weltweiten Ersatzteilservice anbieten, ohne daß am Ort des Verdichters Messungen an dem Verdichter- aggregat durchgeführt werden müssen. In vorteilhafter Weise können dabei individuelle Motor-Kenngrößen für jeden Antriebsmotor vorgesehen sein, so daß Unterschiede der einzelnen Antriebs- motoren, die beispielsweise durch Fertigungsstreuungen und/oder

eine unterschiedliche Bauart der Antriebsmotoren verursacht sein können, bei der Regelung der Fördergröße kompensiert werden. Auch können die Antriebsmotoren unterschiedlicher Verdichteraggregate auf einfache Weise gegeneinander ausgetauscht werden, wenn zusammen mit den Antriebsmotoren auch deren Motor-Kenngrößen getauscht werden. Dabei die Meß-und Regelungsgenauigkeit der Verdichteraggregate erhalten.

Erwähnt werden soll noch, daß bei den Verdichter-Kenngrößen anstelle der Motorwellendrehzahl auch die Motorwellenleistung ermittelt und gespeichert werden kann, wenn als Motor-Kenngrößen eine Vielzahl von ersten Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfeld- drehzahl-und Motorwellendrehzahlwerten sowie eine Vielzahl von zweiten Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motoreingangsleistungs-, Motorwellenleistungswerten ermittelt und abgespeichert werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich des Verfahrens auch dadurch gelöst werden, daß Motor-Kenngrößen mit ei- ner Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motoreingangsleistungs-, Motorwellenleistungswerten ermittelt und abgespeichert werden, daß Verdichter-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinatio- nen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellen- drehzahl-, Motorwellenleistungs-und Fördergrößen-Werten ermittelt und abgespeichert werden, und daß der Fördergrößen-Meßwert indirekt ermittelt wird, indem wenigstens ein Istwert für die Motordrehfelddrehzahl erfaßt wird und aus diesem Istwert sowie aus dem wenigstens einen Istwert für die Motoreingangsleistung mit Hilfe der Motor-Kenngrößen und der Verdichter-Kenngrößen der Fördergrößen-Meßwert ermittelt wird.

Dieses Verfahren hat zusätzlich zu den Vorteilen des Verfahrens

nach Anspruch 2 noch den weiteren Vorteil, daß bei einem Austausch des Antriebsmotors oder des Verdichters jeweils nur die Kenngrößen der ausgetauschten Komponente (Antriebsmotor bzw. Verdichter) neu ermittelt und in dem Datenspeicher abgelegt werden brauchen.

Das Verfahren ermöglicht deshalb einen einfachen Ersatzteil- service. Das Verfahren nach Anspruch 4 ist ebenso wie das Verfahren nach Anspruch 2 nicht auf die Regelung des Fördermedium- Volumenstroms, des Fördermedium-Drucks und/oder der Fördermedium- Temperatur beschränkt, sondern kann auch zum Regeln anderer direkt oder indirekt durch den Verdichter beeinflußter physikalischer Größen des verwendet werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, daß Motor-Kenngrößen mit einer Vielzahl von ersten Wertekombinationenbestehendausdenjeweilseinanderzugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Motorwellen- drehzahlwerten sowie mit einer Vielzahl von zweiten Werte- kombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motoreingangsleistungs-, Motorwellenlei- stungswertenermitteltundabgespeichertwerden. DieMotorwellen- drehzahlwerte können dann auch bei einem Asynchronmotor ohne die Verwendung eines zusätzlichen Sensors ermittelt werden, da der Motorschlupf dann bereits in den Motor-Kenngrößen berücksichtigt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß von den Fördergrößen Fördermedium-Volumenstrom, Fördermedium-Druck und Temperatur des verdichteten Fördermediums wenigstens eine erste und eine zweite Fördergröße geregelt werden, daß während der Dauer einer Abweichung der ersten Fördergröße von einem vorgegebenen Sollwertbereich die Regelung der zweiten Fördergröße außer Funktion gesetzt wird, und daß während dieser Dauer die Motorwellendrehzahl verändert wird, bis sich die erste Regelgröße wieder innerhalb des Sollwertbereiches befindet. Es

ist also eine übergeordnete Regelung für eine erste Regelgröße und eine untergeordnete Regelung für eine zweite Regelgröße vorgesehen. Dieses Regelverfahren kann beispielsweise in Förderanlagen, in denen in einem Gasstrom ein Pulvermedium gefördert wird, vorteilhaft angewendet werden. Solche Förder- anlagen werden üblichwerweise mit konstantem Förderdruck betrieben. Bei einer Verstopfung in der Förderanlage kann es jedoch zweckmäßig sein, den Förderdruck kurzzeitig zu erhöhen, um einen an einer Verstopfungsstelle befindlichen Pulvermedium- Pfropfen wegzublasen. Dabei kann durch einen vorgegebenen Sollwertbereich für den Druck oder den Differenzdruck sicher- gestellt werden, daß der Druck bzw. der Differenzdruck einen Maximalwert nicht überschreitet und somit die Anlage nicht überlastet wird.

Damit die maximal zulässige Temperatur des auslaßseitigen Fördermediums und/oder die des Verdichters bei keiner der oben genannten Regelungsarten überschritten wird, ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur des verdichteten Fördermediums ermittelt und mit einem Temperatur-Grenzwert verglichen wird und wenn beim Überschreiten des Temperatur-Grenzwertes die Motoreingangsleistung zum Begrenzen der Temperatur des verdichteten Fördermediums auf den Temperatur-Grenzwert reduziert wird.

Dabei ist es sogar möglich, daßderTemperatur-Grenzwert von einem oberen auf einen unteren Grenzwert reduziert wird, wenn die Temperatur des verdichteten Fördermediums den oberen Grenzwert für eine vorgegebene oder vorgebbare erste Zeitdauer überschreitet und daß der Temperatur-Grenzwert von dem unteren auf den oberen Grenzwert erhöht wird, wenn die Temperatur den unteren Temperatur- Grenzwert für eine vorgegebene oder vorgebbare zweite Zeitdauer unterschreitet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Temperatur des verdichteten Fördermediums kurzzeitig über die maximal zulässige Dauertemperatur erhöht werden kann, ohne daß der

Verdichter Schaden erleidet.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Motoreingangsleistung indirekt durch Erfassung des elektrischen Motorstroms und der elektrischen Motorspannung und/oder der elektrischen Betriebsfrequenz des Antriebsmotors ermittelt wird. Die Motoreingangsleistung kann dadurch besonders einfach beispielsweise mittels eines Shunts oder eines induktiven Stromwandlers gemessen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß für unterschiedliche Temperaturen des einlaßseitigen Fördermediums und/oder unterschiedliche Umgebungstemperaturen unterschiedliche Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor-Kenngrößen vorgesehen sind und daß zur Auswahl der der jeweiligen Temperatur zugeordneten Aggregat-, Verdicher und/oder Motor-Kenngrößen die Temperatur des einlaßseitigen Fördermediums gemessen und/oder vorgegeben wird. Dadurch können die thermodynamischen Eigenschaften des Fördermediums besser berücksichtigt werden, wodurch die Regelgenauigkeit des Verfahrens bei unterschiedlichen Fördermedium-Temperaturen und/oder Umgebungstemperaturen zusätzlich verbessert wird. Die Temperatur des einlaßseitigen Fördermediums kann beipielsweise gemessen oder aufgrund von Erfahrungswerten vorgegeben werden.

Vorteilhaft ist, wenn die Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor- Kenngrößen als Kennlinienschar abgespeichert werden. Dadurch können die physikalischen Eigenschaften des Aggregats, bzw. des Verdichers und/oder Motors auf einfache Weise nachgebildet werden.

Außerdem wird zum Speichern der Kennlinienschar nur eine vergleichsweise geringe Datenmenge benötigt.

Ein besonders einfach aufgebautes Kennlinien-Feld kann dadurch erreicht werden, daß wenigstens eine Kennlinie der Kennlinienschar

für die Verdicher-Kenngrößen durch eine Gerade angenähert wird.

Bei nichtlinearen Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor-Kenngrößen kann es dagegen vorteilhaft sein, wenn wenigstens eine Kennlinie der Kennlinienschar für die Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor- Kenngrößen durch ein Polynom, insbesondere durch ein Polynom zweiten Gerades angenähert wird.

Vorteilhaft ist, wenn für einen ermittelten Istwert durch Interpolation aus benachbarten Wertekombinationen und/oder aus benachbarten Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor-Kennlinien der Kennlinienschar ein Zwischenwert oder eine Zwischenkennlinie bestimmt wird. Die Genauigkeit der Regelung kann dadurch erhöht werden, ohne daß zusätzliche Wertekombinationen beziehungsweise Verdichter-Kennlinien gemessen und abgespeichert werden müssen.

Damit die maximal zulässige Motorleistung bei keiner der oben genannten Regelungsarten überschritten wird, ist es vorteilhaft, wenn die Motoreingangsleistung begrenzt wird. Dabei ist es sogar möglich, daß unmittelbar vor Erreichen der maximal zulässigen Motoreingangsleistung die Drehzahl des Antriebsmotors solange abgesenkt wird, bis ein bestimmter Sicherheitsabstand zu einer maximal zulässigen Motoreingangsleistung vorliegt. Durch die Begrenzung der Motoreingangsleistung wird insbesondere verhindert, daß der Verdichter einen Betriebspunkt erreicht, bei dem eine Überlastsicherung des Antriebsmotors aktiviert und somit der Motor abgeschaltet wird.

Bezüglich einer einen Regler zum Regeln des Fördermedium- Volumenstroms aufweisenden Vorrichtung besteht die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe darin, daß ein Drucksensor zur Messung des Fördermediumdrucks vorgesehen ist, daß in dem Datenspeicher zum indirekten Ermitteln Fördermedium-Volumenstroms aus dem gemessenen Fördermediumdruck und der Motordrehfelddrehzahl Aggregat-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen

bestehend aus jeweils einander zugeordneten Fördermediumdruck-, Motordrehfelddrehzahl und Volumenstrom-Werten abgelegt sind.

Wie bei dem Verfahren bereits erläutert wurde, ermöglichen die Aggregat-Kenngrößen zusätzlich zu der Berücksichtigung der Verdichtereigenschaften auch noch die Berücksichtigung der individuellen Eigenschaften des Antriebsmotors. Die Vorrichtung weist deshalb eine hohe Meß-und Regelgenauigkeit auf. Die Drehzahl des Motordrehfeldes kann auf einfache Weise aus dem Motorstrom, der Motorspannung bzw. deren Frequenz abgeleitet werden, wodurch ein teurer und temperaturempfindlicher Tachogene- rator als Drehzahlsensor eingespart wird. Mittels der Aggregat- Kenngrößen kann der Volumenstrom indirekt mit Hilfe eines kostengünstigen Drucksensors gemessen werden. Ein teurer Volumenstromsensor kann dadurch entfallen.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die ein Leistungssensor zur Bestimmung der elektrischen Motoreingangsleistung des Antriebsmotors aufweist, auch dadurch gelöst werden, daß in dem Datenspeicher zum indirekten Ermitteln der Fördergröße aus der gemessenen Motoreingangsleistung und der Motordrehfelddrehzahl Aggregat- Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Fördergrößen-Werten abgelegt sind.

Zusätzlich zu den Vorteilen der Vorrichtung gemäß Anspruch 17 hat diese Vorichtung noch den weiteren Vorteil, daß der Fördergrößen-Wert ohne die Verwendung eines zusätzlichen Druck- Sensor ermittelt werden kann. Dennoch wird-wie bei der Vorrichtung nach Anspruch 17-eine hohe Meß-und Regelungsgenau- igkeit erreicht.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bezüglich einer Vorrichtung

der eingangs genannten Art, die ein Leistungssensor zur Bestimmung der elektrischen Motoreingangsleistung des Antriebsmotors aufweist, auch dadurch gelöst werden, daß in dem Datenspeicher zum indirekten Ermitteln des Volumenstrom-Meßwertes aus der gemessenen Motoreingangsleistung und der Motordrehfelddrehzahl einerseits Motor-Kenngrößen mit einer Vielzahl von ersten Wertekombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Motorwellen- drehzahlwerten und andererseits Verdichter-Kenngrößen mit einer Vielzahlvon erstenWertekombinationenbestehendausjeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Fördermediumdruck- und Volumenstrom-Werten abgelegt sind.

Diese Lösung wird als besonders vorteilhaft angesehen, da sie zusätzlich zu den Vorteilen der Vorrichtungen gemäß Anspruch 17 und 18 auch noch einen einfachen Austausch des Antriebsmotors oder des Verdichters des Verdichteraggregats ermöglicht, falls dieser einmal ausfallen sollte. Wie bei dem Verfahren schon erwähnt wurde, brauchen aufgrund der Trennung der Kenngrößen in Verdichter-und Motor-Kenngrößen bei einem Austausch einer der beiden Komponenten des Verdichteraggregats (Antriebsmotor, Verdichter) jeweils nur die dieser Komponente zugeordneten Motor- Kenngrößen ermittelt und neu abgespeichert zu werden, während die Kenngrößen der jeweils anderen Komponente (Verdichter, Antriebsmotor) weiterbenutzt werden können. Die Vorrichtung ermöglicht deshalb trotz der Berücksichtigung der individuellen Motor-und Verdichtereigenschaften einen einfachen Ersatzteil- service.

Schließlich kann die vorstehend genannte Aufgabe bezüglich einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die ein Leistungssensor zur Bestimmung der elektrischen Motoreingangsleistung des Antriebsmotors aufweist, auch dadurch gelöst werden, daß in dem Datenspeicher zum indirekten Ermitteln der Fördergröße aus der

gemessenen Motoreingangsleistung und der Motordrehfelddrehzahl einerseits Verdicher-Kenngrößen mit einer Vielzahl von ersten Wertekombinationen, bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Motorwellen- drehzahlwerten und mit einer Vielzahl von zweiten Werte- kombinationen, bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motoreingangsleistungs-und Motorwellenlei- stungswerten abgelegt sind und daß andererseits in dem Daten- speicher Verdichter-Kenngrößen mit einer Vielzahl von Werte- kombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motorwellenleistungs-und Fördergrößen- Werten abgelegt sind.

Zusätzlich zu den Vorteilen der Vorrichtung gemäß Anspruch 19 hat diese Vorichtung noch den weiteren Vorteil, daß der Fördergrößen-Wert ohne die Verwendung eines zusätzlichen Druck- Sensor ermittelt werden kann. Die Vorrichtung kann dadurch noch kostengünstiger hergestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn in dem Datenspeicher zusätzlich zu den Verdicher-Kenngrößen mit der Vielzahl von ersten Wertekombinationen, bestehend aus den jeweils einander zu- geordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfelddrehzahl-und Motorwellendrehzahlwerten, weitere Verdicher-Kenngrößen mit einer Vielzahl von zweiten Wertekombinationen, bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motoreingangs- leistungs-und Motorwellenleistungswerten abgelegt sind. Die Motorwellendrehzahl kann dann auch bei einem Asynchronmotor ohne die Verwendung eines zusätzlichen Drehzahlsensors aus der Motordrehfelddrehzahl ermittelt werden, was einekostengünstige, zuverlässige und kompakte Vorrichtung ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leistungsansteuerung einen Frequenzumrichter

zum Ansteuern des elektrischen Antriebsmotors aufweist. Die Drehzahl des Antriebsmotors kann dann sensorlos aus der Betriebsfrequenz des Frequenzumrichters ermittelt werden.

Vorteilhaft ist, wenn für unterschiedliche Temperaturen des einlaßseitigen Fördermediums und/oder unterschiedliche Umgebungs- temperaturen unterschiedliche Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor-Kenngrößen in dem Datenspeicher abgelegt sind. Die Vorrichtung kann dann noch besser an unterschiedliche Anlagen und/oderBetriebsweisenangepaßtwerden, indemjenachTemperatur- bereich der jeweiligen Anwendung die entprechenden verdichter- spezifischen Kenngrößen, beispielsweise aufgrund von Erfahrungs- werten ausgewählt werden.

Besondersvorteilhaftist, wenn die Steuereinrichtung zur Auswahl der der jeweiligen Temperatur des einlaßseitigen Fördermediums zugeordneten Aggregat-, Verdichter-und/oder Motor-Kenngrößen mit einem Fördermedium-Temperatursensor verbunden ist. Die verdichterspezifischen Kenngrößen können dann je nach Fördermedium-Temperatur automatisch ausgewählt werden.

Vorteilhaft ist, wenn die Wertekombinationen für die Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor-Kenngrößen als Kennlinienschar in dem Datenspeicher abgelegt sind. In dem Datenspeicher können dann beispielsweise Stützstellen für die einzelnen Kennlinien abgespeichert sein, welche in Kombination mit einer entsprechenden Rechenvorschrift die Kennlinien definieren. Selbstverständlich können die Kennlinien aber auch auf andere Weise beispielsweise mittels in dem Datenspeicher abgelegter Koeffizienten eines Polynoms oder einer Geradengleichung definiert sein.

Besonders vorteilhaft ist, wenn wenigstens eine Kennlinie der Kennlinienschar für die Aggregat-, Verdichter-und/oder Motor- Kenngrößen durch in dem Datenspeicher abgelegte Stützstellen

definiert ist und daß wenigstens eine dieser Stützstellen den nutzbaren Kennlinienbereich der Kennlinie begrenzt. Aus den Stützstellen können dann mittels einer entsprechenden Rechenvor- schrift beliebige auf der Kennlinie befindliche Punkte ermittelt werden. Gleichzeitig dienen die Stützstellen dazu, den nutzbaren Kennlinienbereich zu begrenzen, so daß eine Überlastung des Verdichteraggregats und/oder ein Übersteuern von Betriebspara- metern vermieden ist.

Vorteilhaft ist, wenn die Steuereinrichtung eine Schnittstelle zum Einspeichern von Aggregat-, Verdicher-und/oder Motor- Kenngrößen aufweist. Mittels der Schnittstelle können die Aggregat-, Verdichter-und/oder Motor-Kenngrößen in den Datenspeicher geschrieben werden, so daß unterschiedliche Antriebsmotoren und/oder Verdichter mit der gleichen Steuerein- richtung betrieben werden können. Die Aggregat-, Verdicher- und/oder Motor-Kenngrößen können beispielsweise auf einem Datenträger gespeichert sein und mittels eines mit der Schnitt- stelle zu verbindenden Mikrocomputers in den Datenspeicher geschrieben werden. Die Steuereinrichtung kann dadurch vor Ort an einen jeweils mit ihr zu kombinierenden Antriebsmotor und/oder Verdichter individuell angepaßt werden. Außerdem kann der Antriebsmotor und/oder der Verdichter bei einer eventuellen Reparatur auf einfache Weise ausgetauscht und gegebenenfalls durch einen Verdichter anderen Typs ersetzt werden.

Bei einer Vorrichtung mit programmierbarem Regler kann die Schnittstelle auch zur Auswahl eines Regelprogramms verwendet werden. Dadurch kann die Regelcharakteristik der Steuereinrichtung an die jeweiligen Eigenschaften einer an die Vorrichtung angeschlossenen Anlage individuell angepaßt werden.

Insgesamt ergibt sich somit eine Vorrichtung, die sowohl in einem geschlossenen, als auch in einem offenen Fördermedium-Kreislauf

verwendet werden kann. Dabei ermöglicht die Vorrichtung in einem geschlossenen Fördermedium-Kreislauf eine Regelung oder eine Begrenzung des Fördermedium-Volumenstroms, des von dem Verdichter an dem Fördermedium bewirkten Drucks oder einer daran bewirkten Druckdifferenz und/oder der Temperatur des auslaßseitigen Fördermediums. Bei einem offenen Fördermedium-Kreislauf ermöglicht die Vorrichtung eine Regelung oder eine Begrenzung des Fördermedi- um-Volumenstroms, eines von dem Verdichter an dem Fördermedium bewirkten Differenzdrucks oder des absoluten Fördermedium-Drucks und/oder der Temperatur des auslaßseitigen Fördermediums. Dabei kann sowohl bei einem offenen, als auch bei einem geschlossenen Fördermedium-Kreislauf eine jeweils gewünschte Regelungs- charakteristik eingestellt werden, wobei auch Anwendungsgrenzwerde berücksichtigt werden können.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die ein als System bezeichnetes, an einem offenen Fördermedium- Kreislauf angeschlossenes Verdichteraggregat und einen Regler zum Regeln dessen Fördermedium-Volumenstrom aufweist, der indirekt aus der Motordrehfelddrehzahl des elektrischen Antriebsmotors und der an dem Fördermedium bewirkten Druckdifferenz ermittelt wird, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch das Verdichteraggregat an einem ge- schlossenen Fördermedium-Kreislauf angeschlossen ist, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die ein als System bezeichnetes Verdichteraggregat und einen Regler zum Regeln dessen Fördermedium-Volumenstrom aufweist, der indirekt aus Motordrehfelddrehzahl bzw. der

Betriebsfrequenz des elektrischen Antriebsmotors des Verdichteraggregats und dem Motorstrom ermittelt wird, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die ein als Systembezeichnetes Verdichteraggregat und einen Regler zum Regeln des Fördermedium-Absolutdrucks aufweist, der indirekt aus der Motordrehfelddrehzahl des elektrischen Antriebsmotors, dem Motorstrom und dem gemessenen Umgebungsdruck ermittelt wird, Fig. 5 eine graphische Darstellung einer ersten Motor- Kennlinienschar mit mehreren, jeweils unterschiedlichen Motordrehfelddrehzahlen zugeordneten Kennlinien, wobei auf der Abszisse die Motorwellendrehzahl und auf der Ordinate die elektrische Motoreingangsleistung aufgetragen ist, Fig. 6 eine graphische Darstellung einer zweiten Motor- Kennlinienschar mit mehreren, jeweils unterschiedlichen Motorwellendrehzahlen zugeordneten Kennlinien, wobei auf der Abszisse die mechanische Motorwellenleistung und auf der Ordinate die elektrische Motoreingangs- leistung aufgetragen ist, Fig. 7 eine graphische Darstellung einer Verdichter-Kenn- linienschar mit mehreren, jeweils unterschiedlichen Motor-bzw. Verdichterwellendrehzahlen zugeordneten Kennlinien, wobei auf der Abszisse der Fördermedium- Volumenstrom und auf der Ordinate die Druckdifferenz an dem Fördermedium aufgetragen ist, Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7, wobei jedoch auf der Abszisse die mechanische MotorwellenleisGung und auf der Ordinate der Fördermedium-Volumenstrom aufgetragen

ist, Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 8, wobei jedoch auf der Ordinate die Druckdifferenz auftragen ist, Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei zum Begrenzen der an dem Fördermedium bewirkten Druckdifferenz diese indirekt aus Motordrehfelddrehzahl des elektrischen Antriebsmotors und dem Motorstrom ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen wird, welcher die Regelung des Fördermedium-Volumenstromes einschränkt, Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch das Verdichteraggregat an einem offenen Fördermedium-Kreislauf angeschlossen ist und zum Begrenzen des Fördermedium-Drucks dieser mit einem Drucksensor gemessen und mit einem Grenzwert verglichen wird, Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 11, wobei jedoch das Verdichteraggregat an einem ge- schlossenen Fördermedium-Kreislauf angeschlossen ist, Fig. 13 eineDarstellungähnlichFig. 8, wobeijedochzusatzlich ein Mindestwert Qmin für den Fördermedium-Volumenstrom vorgesehen ist, Fig. 14 eine Darstellung ähnlich Fig. 9, wobei jedoch zusätzlich einMaximalwert APmax. fürden Differenzdruck vorgesehen ist, Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch Grenzwerte für die Abgastemperatur des

von dem Verdichter gefördeten Mediums vorgegeben sind, welche die Regelung des Fördermedium-Volumenstroms einschränken, Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 3, wobei jedoch Grenzwerte für die Abgastemperatur des von dem Verdichter gefördeten Mediums vorgegeben sind, welche die Regelung des Fördermedium-Volumenstroms einschränken, Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig. 4, wobei jedoch Grenzwerte für die Abgastemperatur des von dem Verdichter gefördeten Mediums vorgegeben sind, welche die Regelung des Fördermedium-Volumenstroms einschränken, Fig. 18 eine Darstellung ähnlich Fig. 7, wobei jedoch zusätzlich eine Temperaturkennlinie für die maximale Abgastempera- tur vorgegeben ist, welche die Volumenstrom-Druckdiffe- renz-Kennlinien begrenzt, Fig. 19 eine graphische Darstellung einer Verdichter-Kenn- linienschar mit mehreren, durch Geraden angenäherten, jeweils unterschiedlichen Motorwellendrehzahlen zugeordneten Kennlinien, wobei auf der Abszisse der Fördermedium-Volumenstrom und auf der Ordinate die Druckdifferenz an dem Fördermedium aufgetragen ist, Fig. 20 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 19, wobei jedoch auf der Abszisse die Antriebsleistung und auf der Ordinate der Fördermedium-Volumenstrom aufgetragen ist, Fig. 21 eine Darstellung ähnlich Fig. 20, wobei jedoch auf der Ordinate die Druckdifferenz aufgetragen ist,

Fig. 22 eine Darstellung ähnlich Fig. 21, wobei jedoch die Kennlinien durch ein Polynom zweiten Grades angenähert sind, Fig. 23 eine Darstellung ähnlich Fig. 20, wobei jedoch die Kennlinien durch ein Polynom zweiten Grades angenähert sind und Fig. 24 eine Darstellung ähnlich Fig. 21, wobei jedoch die Kennlinien durch ein Polynom zweiten Grades angenähert sind.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigten, im ganzen mit 1 bezeichneten Vorrichtungen weisen ein Verdichteraggregat 2 mit einem Verdichter und einem Antriebsmotor auf, der mit einer Leistungsansteuerung zur Einstellung dessen Motorwellendrehzahl verbunden ist. Die Leistungsansteuerung steht mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung, die einen Regler 3 zum Regeln des Fördermedium- Volumenstroms aufweist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungs- beispiel ist der Verdichter mit einem offenen Fördermedium- Kreislauf und bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit einem geschlossenen Fördermedium-Kreislauf verbunden. An der Förder- kreislauf ist bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei- spielen jeweils ein Druck-oder Druckdifferenzsensor 4 zur Messung des Fördermediumdrucks angeschlossen.

Zum Regeln des Fördermedium-Volumenstroms des Verdichters werden zunächst auf einem Prüfstand Motor-Kenngrößen des Antriebsmotors in Form eines Motor-Kennfeldes ermittelt. Die Motor-Kenngrößen weisen eine Vielzahl von Wertekombinationen auf, die jeweils aus einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfeld- drehzahl-und Motorwellendrehzahlwerten bestehen. Die Werte- kombinationen der Motor-Kenngrößen werden als Kennlinienschar mit Motor-Kennlinien 6a in einem Datenspeicher 5 abgespeichert

(Fig. 5).

Zusätzlich zu den Motor-Kenngrößen werden auf dem Prüfstand Verdichter-Kenngrößen ermittelt, die eine Vielzahl von Werte- kombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Fördermediumdruck-und Volumenstrom-Werten aufweisen. Die Wertekombinationen der Verdichter-Kenngrößen werden als Verdichter-Kennfeld oder als Kennlinienschar mit Verdichter- Kennlinien 7a in einem Datenspeicher 5 separat abgespeichert (Fig. 7).

Nachfolgend ist der Ablauf der Volumenstrom-Regelung am Beispiel der Arbeitspunkte P1, P2 und P3 in Fig. 5 und 7 für die in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorichtungen 1 erläutert. Im Betriebspunkt P1 entspricht der Fördermedium-Volumenstrom einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert Q. In dem Betriebspunkt PI werden die elektrische Motoreingangsleistung Pell durch Messung von Motorstrom I1 und Motorspannung U1 sowie die Motordrehfelddrehzahl nf1 durch Messung der Frequenz des Motorstromes I1 ermittelt. Mit Hilfe der abgespeicherten Motor-Kenngrößen wird aus den ermittelten Werten für die Motoreingangsleistung Pell und die Motordrehfeld- drehzahl nf1 die Motorwellendrehzahl nW1 bestimmt, indem Zwischen- kennlinien zu den in Fig. 5 dargestellten, in dem Datenspeicher abgelegten Motor-Kennlinien 6a interpoliert werden.

Anhand der Verdichter-Kennlinien 7a wird aus der Motorwellen- drehzahl nW1 und der mittels des Druck-oder Druckdifferenz-Sensors 4 gemessenen Fördermedium-Druckdifferenz ein Meßwert für den Fördermedium-Volumenstrom Q bestimmt. Der Volumenstrom-Meßwert wird also indirekt aus einer mittels des Druck-oder Druckdiffe- renz-Sensors 4 an dem Fördermedium gemessenen Druckdifferenz und der Motorwellendrehzahl des Antriebsmotors bzw. des Verdichters ermittelt, wodurch ein Volumenstrom-Sensor eingespart wird.

Der Meßwert für den Fördermedium-Volumenstrom Q wird mit einem Volumenstrom-Sollwert Qv verglichen und bei einer Abweichung wird die Motorwellendrehzahl n des Antriebsmotors verändert. Dabei wird, wenn der Volumenstrom-Meßwert Q größer als der Volumenstrom- Sollwert Qv ist, die Motorwellendrehzahl vermindert und wenn der Meßwert Q kleiner als der Sollwert Qv ist, die Motorwellen- drehzahl n erhöht. Wenn der Meßwert Q mit dem Sollwert Qv übereinstimmt, wird die Motorwellendrehzahl beibehalten.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel speist das Verdichteraggregat eine Anlage, welche die Anlagenkennlinien 8a und 8b aufweist. Im Betriebspunkt PI entspricht der Fördermedium-Volumenstrom dem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert Qv-Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter-Kennlinie 3 für die Motorwellendrehzahl no bis zum Punkt P2, was mittels der Motor-Kennlinien detektiert wird. Im Punkt P2 ermittelt die Steuereinrichtung aus der Verdichter-Kennlinie 3 einen zu kleinen Volumenstrom-Meßwert, woraufhin die Motorwellendrehzahl so lange erhöht wird, bis der Volumenstrom-Meßwert wieder mit dem Volumenstrom-Sollwert Qv überenstimmt. Der Betriebspunkt bewegt sich dann auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P3.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung 1 ein Verdichteraggregat 2 mit einem von einem Asynchronmotor angetriebenen Verdichter. Zum Einstellen der An- triebs-Drehzahl ist der Asynchronmotormit einer einen Frequenzum- richter aufweisenden Leistungsansteuerung verbunden. Die Leistungsansteuerung steht mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung, die einen Regler 3 zum Regeln des Fördermedium- Volumenstroms aufweist.

Zum Regeln des Fördermedium-Volumenstroms des Verdichters werden zunächst auf einem Prüfstand Motor-Kenngrößen des Antriebsmotors

mit einer Vielzahl von ersten und zweiten Wertekombinationen ermittelt. Die ersten Wertekombinationen bestehen jeweils aus einander zugeordneten Motoreingangsleistungs-, Motordrehfeld- drehzahl-und Motorwellendrehzahlwerten (Fig. 5) und die zweiten WertekombinationenjeweilsauseinanderzugeordnetenMotorwellen- drehzahl-, Motoreingangsleistungs-, Motorwellenleistungswerten (Fig. 6). Die ersten und zweiten Wertekombinationen der Motor- Kenngrößen werden als Kennlinienschar mit Motor-Kennlinien 6a, 6b in dem Datenspeicher 5 abgespeichert (Fig. 5).

Zusätzlich zu den Motor-Kenngrößen werden auf dem Prüfstand Verdichter-Kenngrößen ermittelt, die eine Vielzahl von Werte- kombinationen bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motorwellenleistungs-und Volumenstrom- Wertenaufweisen. DieWertekombinationenderVerdichter-Kenngrößen werden als Kennlinienschar mit Verdichter-Kennlinien 7b in dem Datenspeicher 5 separat abgespeichert (Fig. 8).

Nachfolgend ist der Ablauf der Volumenstrom-Regelung am Beispiel der Arbeitspunkte P1, P2 und P3 in Fig. 5,6 und 8 für die in Fig. 3 und 4 gezeigten Vorichtungen 1 erläutert. Im Betriebspunkt P1 entspricht der Fördermedium-Volumenstrom einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert Qy. In dem Betriebspunkt PI werden die elektrische Motoreingangsleistung Pell durch Messung von Motorstrom I1 und Motorspannung Ul sowie die Motordrehfelddrehzahl nfl durch Messung der Frequenz des Motorstromes I1 ermittelt. Mit Hilfe der abgespeicherten ersten Wertekombinationen der Motor-Kenngrößen wird aus den ermittelten Werten für die Motoreingangsleistung Pell und die Motordrehfelddrehzahl nfl die Motorwellendrehzahl n bestimmt, indem Zwischenkennlinien zu den in Fig. 5 dargestellten, in dem Datenspeicher abgelegten Motor-Kennlinien 6a interpoliert werden. Dann wird mittels der abgespeicherten zweiten Werte- kombinationen der Motor-Kenngrößen aus der Motorwellendrehzahl nWl und der Motordrehfelddrehzahl nfl die Motorwellenleistung Pwi

ermittelt.

Anhand der Verdichter-Kennlinien 7b wird aus der Motorwellen- drehzahl nu, und der Motorwellenleistung PWl ein Meßwert für den Fördermedium-Volumenstrom Q bestimmt. Der Volumenstrom-Meßwert wird also wiederum indirekt ermittelt, wodurch ein Volumenstrom- Sensor eingespart wird.

Der Meßwert für den Fördermedium-Volumenstrom Q wird mit einem <BR> <BR> <BR> Volumenstrom-Sollwert Qy verglichen und bei einer Abweichung wird die Motorwellendrehzahl n des Antriebsmotors verändert.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel speist das Verdichteraggregat eine Anlage, welche die Anlagenkennlinien 8a und 8b aufweist.

Im Betriebspunkt Pl entspricht der Fördermedium-Volumenstrom dem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert Qv. Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter-Kennlinie 3 für die Motorwellendrehzahl nô bis zum Punkt P2, was mittels der Motor-Kennlinien detektiert wird. Im Punkt P2 ermittelt die Steuereinrichtung aus der Verdichter-Kennlinie 3 einen zu kleinen Volumenstrom-Meßwert, woraufhin die Motorwellendrehzahl so lange erhöht wird, bis der Volumenstrom-Meßwert wieder mit dem Volumenstrom-Sollwert Qv überenstimmt. Der Betriebspunkt bewegt sich dann auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P3.

Die den Regler 3 aufweisende Steuereinrichtung hat eine serielle Schnittstelle, mit der die Regelcharakteristik des Reglers 3 softwaremäßig umgeschaltet werden kann. Dabei können verschiedene Regelvarianten, wie beispielsweise eine Volumenstromregelung, eine Druckregelung und/oder eine Abgastemperatur-Regelung eingestellt werden.

Für die Druckregelung sind in dem Datenspeicher 5 die in Fig. 9

gezeigten Verdichter-Kennlinien 6c abgespeichert, die einer Vielzahl von Wertekombinationen, bestehend aus jeweils einander zugeordneten Motorwellendrehzahl-, Motorwellenleistungs-und Druckdifferenz-Werten aufweist. Die Verdichter-Kennlinien 6c sind durch Geradenabschnitte angenähert.

Nachfolgend ist der Ablauf der Druckregelung am Beispiel der Arbeitspunkte P1, P2 und P4 in Fig. 5,6 und 9 erläutert. Im Betriebspunkt P1 entspricht der Fördermediumdruck einem vorgegebenen Differenzdruck-Sollwert Apy. In dem Betriebspunkt PI werden die elektrische Motoreingangsleistung Pell durch Messung von Motorstrom I1 und Motorspannung U1 sowie die Motordrehfeld- drehzahl nf, durch Messung der Frequenz des Motorstromes I1 ermittelt. Mit Hilfe der abgespeicherten ersten Wertekombinationen der Motor-Kenngrößen wird aus den ermittelten Werten für die Motoreingangsleistung Pell und die Motordrehfelddrehzahl nfl die Motorwellendrehzahl n, l bestimmt, indem Zwischenkennlinien zu den in Fig. 5 dargestellten, in dem Datenspeicher abgelegten Motor-Kennlinien 6a interpoliert werden. Dann wird mittels der abgespeicherten zweiten Wertekombinationen der Motor-Kenngrößen aus der Motorwellendrehzahl n,,, und der Motordrehfelddrehzahl nfl die Motorwellenleistung PWl ermittelt.

Anhand der Verdichter-Kennlinien 7c wird aus der Motorwellen- drehzahl n,,, und der Motorwellenleistung Pw1 ein Meßwert für den Differenzdruck Ap indirekt bestimmt. Dadurch kann ein Differenz- druck-Sensor eingespart werden. Der Meßwert für den Differenzdruck Ap wird mit dem Differenzdruck-Sollwert Apv verglichen und bei einer Abweichung wird die Motorwellendrehzahl n des Antriebsmotors verändert.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel speist das Verdichteraggregat eine Anlage, welche die Anlagenkennlinien 8a und 8b aufweist. Im Betriebspunkt P1 entspricht der Differenzdruck Ap dem

vorgegebenen Differenzdruck-Sollwert Apy. Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter-Kennlinie 7c für die Motorwellendrehzahl nO bis zum Punkt P2, was mittels der Motor-Kennlinien detektiert wird. Im Punkt P2 ermittelt die Steuereinrichtung aus der Verdichter-Kennlinie 7c die dem Punkt P2 zugeordnete Druckdifferenz und vergleicht diese mit dem Sollwert Apy. Da der Differenzdruck im Betriebspunkt P2 größer ist als der Sollwert Apy, wird die Motorwellendrehzahl so lange vermindert, bis der Differenzdruck-Sollwert Apv wieder erreicht ist. Dabei wandert der Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P4.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren beziehungsweise der Vorrichtung 10 kann der Fördermedium-Druck ohne die Verwendung eines Drucksensors unabhängig von der jeweils vorliegenden Anlagenkennlinie auf einen konstanten Sollwert Apy geregelt werden. Die Druckregelung kann sowohl bei einem geschlossenen (Fig. 3), als auch bei einem offenen (Fig. 4) Fördermedium- Kreislauf verwendet werden. Dabei kann der Differenzdruck bei einem geschlossenen Kreislauf beispielsweise dem Unterschied zwischen dem Fördermedium-Druck an der Druckseite und demjenigen an der Saugseite des Verdichters entsprechen. Bei einem offenen Fördermedium-Kreislauf kann die Druckdifferenz beispielsweise bei Druckbetrieb dem Unterschied zwischen dem Fördermedium-Druck an der Verdichterdruckseite und dem Umgebungsdruck entsprechen.

Die Regelcharakteristik der Vorrichtung 1 kann auch so eingestellt werden, daß für den Differenzdruck oder den Volumenstrom ein oder mehrere Grenzwerte vorgegeben sind, die den Kennlinienbereich für eine bestimmte Regelvariante einschränken. Sollte der (die) Grenzwert (e) dennoch über-bzw. unterschritten werden, wird der Verdichter, basierend auf den Verdichter-Kennlinien 7a, 7b, 7c durch eine Motorwellendrehzahl-Änderung in den durch den (die)

Grenzwert (e) definierten Bereich zurückgeführt. Erst dann wird die alte Regelvariante wieder aktiviert (Fig. 10,11,12).

Nachfolgend ist dies am Beispiel einer Differenzdruck-Regelung mit vorgegebenem minimalem Volumenstrom Qmin anhand der Arbeits- punkte P1, P2, P3 in Fig. 13 erläutert. Der Punkt P1 ist der Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8a und der Verdichter- Kennlinie 4 für die Drehzahl no. Im Betriebspunkt P1 entspricht der Volumenstrom einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert Qv Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter- Kennlinie 4 für die Drehzahl no bis zum Punkt P2.

Die Steuereinrichtung ermittelt aus der Motordrehfelddrehzahl und der Motoreingangsleistung bei P2 einen zu kleinen Volumenstrom (Fig. 5,6 und 13) und eine zu große Druckdifferenz (Fig. 9).

Da die Volumenstromregelung der Druckregelung überlagert ist und der Volumenstromgrenzwert Qmin Priorität gegenüber dem Druckdiffe- renz-Sollwert APv hat, erhöht die Steuereinheit die Motorwellen- drehzahlsolange, bisderVolumenstromgrenzwert Qmin erreichtist.

Dabei wandert der Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P3. Erst wenn der Volumenstromgrenzwert Qmin erreicht ist, wird die Druckregelung wieder aktiviert. <BR> <BR> <P>Die Regelcharakteristik der Vorrichtunglkann auchso eingestellt werden, daß bei einer Volumenstromregelung für den Differenzdruck ein oder mehrere Grenzwerte vorgegeben sind, was nachfolgend am Beispiel der Betriebspunkte P1, P2 und P3 in Fig. 8 und 14 erläutert ist. Der Punkt PI ist ein Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8a und der Verdichter-Kennlinie 7c für die Drehzahl no. Im Betriebspunkt PI entspricht der Fördermedium- Volumenstrom einem vorgegebenen Sollwert Qv. Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter-Kennlinie 7c für

die Drehzahl nO bis zum Punkt P2. Dort ermittelt die Steuerein- richtung aus der Motordrehfelddrehzahl und der Motoreingangs- leistung eine zu große Druckdifferenz (Fig. 5,6 und 14) und einen zu kleinen Volumenstrom (Fig. 8). Da der Druckdifferenzgrenzwert Pmax Vorrang gegenüber der unterlagerten Volumenstromregelung hat, verringert die Steuereinheit die Drehzahl solange, bis der Druckdifferenzgrenzwert APmax erreicht ist. Dabei wandert der Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P3. Bei Erreichen des Druckdifferenzgrenzwertes Ap wird die Volumen- stromregelung wieder aktiviert.

Ein maximal zulässiger Grenzwert der Abgastemperatur TmaX darf bei keiner Regelvariante oder fest eingestellten Drehzahl überschritten werden. Sollte der Grenzwert dennoch überschritten werden, wird der Verdichter, basierend auf den Verdichter- Kennlinien 7a, 7b, 7c durch eine Drehzahländerung in den zugelassenen Temperaturbereich zurückgeführt. Erst dann wird die alte Regelvariante (z. B. Durckdifferenz-und/oder Volumenstrom- regelung) wieder aktiviert (Fig. 15,16,17).

Nachfolgend ist der Ablauf der Regelung bei der Begrenzung der Abgastemperatur des Fördermediums anhand der Betriebspunkte P1, P2 und P3 in Fig. 18 näher erläutert. Der zugelassene Kennlinien- bereich der einzelnen Kennlinien 7c ist durch eine Temperatur- grenzwert-Kennlinie9 begrenzt, die jeweils einen Kennlinienend- punkt 10 der einzelnen Kennlinie 7c schneidet. Der Punkt PI ist ein Betriebspunkt auf der Anlagenkennlinie 8a und der Verdichter- Kennlinie 7c für die Drehzahl nO. Durch Veränderungen in der Anlage stellt sich die Anlagenkennlinie 8b ein. Der Betriebspunkt wandert dann auf der Verdichter-Kennlinie 7c für die Drehzahl nO bis zum Punkt P2. Die Steuereinrichtung ermittelt aus der Motordrehfelddrehzahl und der Motoreingangsleistung bzw. dem Druck oder der Druckdifferenz bei P2 eine zu große Abgastemperatur.

Da die Regelung des Temperaturgrenzwerts TmaX Vorrang gegenüber

einer Volumenstrom-und/oder Druckregelung und/oder Drehzahl- regelung hat, verringert die Steuereinrichtung die Drehzahl solange, bis der Temperaturgrenzwert TmaX wieder erreicht ist.

Der Betriebspunkt wandert dabei auf der Anlagenkennlinie 8b von P2 nach P3. Erst danach wird die Volumenstrom-und/oder Druck- und/oder Drehzahlregelung wieder aktiviert.

In dem Datenspeicher 5 sind die Verdichter-Kenngrößen in Form von Wertekombinationen, jeweils bestehend aus einem Temperaturwert T für die Ansaugtemperatur des Fördermediums, einem Drehzahlwert n für die Drehzahl der Welle des Antriebsmotors, einem Leistungs- wert P für die an den Verdichter abgegebene mechanische Wellenleistung des Antriebsmotors, einem Druckdifferenzwert Ap für eine an dem Fördermedium bewirkte Druckdifferenz und einem Fördermedium-Volumenstromwert Q abgelegt. Die Verdichter- Kennlinienschar weist also jeweils getrennte Verdichter-Kennlinien 7a, 7b, 7c für Vakuum-und Druckbetrieb des Verdichters, für unterschiedliche Fördermedium-Ansaugtemperaturen T sowie für unterschiedliche Motorwellendrehzahlen n auf :

Betriebs-Ansaug-Dreh-Verdichter-Kennlinienpunkte art temperatur zahl Druck- T1 n1 A1(P1A|#p1A|Q1A), B1(P1B|#p1B|Q1B), betrieb C1(P1c|#p1c|Q1c) ... n6 A6(P6A|#p6A|Q6A), B6(P6B|#p6B|Q6B), C6(P6c|#p6c|Q6c) T4 n1 A1(P1A|#p1A|Q1A), B1(P1B|#p1B|Q1B), C1 (P1c|#p1c|Q1c) n6 A6(P6A|#p6A|Q6A), B6(P6B|#p6B|Q6B), C6(P6C|#p6C|Q6C) Vakuum- T1 n1 A1(P1A|#p1A|Q1A), B1(P1B|#p1B|Q1B), betrieb C1(P1C|#p1C|Q1C) n6 A6(P6A|#p6A|Q6A), B6(P6B|#p6B|Q6B), C6(P6CISP6CIQ6C) T4 n1 A1 (P1A|#p1A|Q1A), B1(P1B|#p1B|Q1B), C1(P1C|#p1C|Q1C) n6 A6(P6A|#p6A|Q6A), B6(P6B|#p6B|Q6B), C6(P6C|#p6C|Q6C)

Je nach Verdichtertyp werden die Kennlinien entweder durch Geraden (Fig. 19,20,21) oder durch Polynome zweiten Grades (Fig. 22, 23,24) angenähert. Die Gleichungen für die Verdichter-Kennlinien sowie verschiedene Lösungsalgorithmen dafür sind in der Steuereinrichtung gespeichert. In dem Datenspeicher 5 sind jeweils bei einer geraden Verdichter-Kennlinie der Anfangspunkt An und der Endpunkt Cn der Kennlinie und bei einem Polynom zweiten Grades

zusätzlich ein Zwischenpunkt Bn gespeichert. Aus diesen Punkten werden die Wertekombinationen der Verdichter-Kennlinien 7a, 7b, 7c mittels der Verdichtergleichungen on-line von der Steuerein- richtung ermittelt.

Um die Anzahl der gespeicherten Verdichter-Kennlinien 7a, 7b, 7c zu begrenzen und dennoch eine genaue Regelung der Größen Fördermedium-Druckdifferenz, Motorwellendrehzahl, Fördermedium- Volumenstrom und/oder Fördermedium-Abgastemperatur zu ermöglichen, werdenvonderSteuereinrichtungfürDruckdifferenz-, Motorwellen- drehzahl-, Volumenstrom-und/oder Motorwellenleistungs-Istwerte- Kombinationen, die nicht auf einer gespeicherten Kennlinie 7a, 7b, 7c liegen, durch Interpolation von Zwischenkennlinien 7a', 7b', 7c' (Fig. 7,9, und 13) ermittelt. Dabei werden die Anfangs- und Endwerte der Zwischenkennlinien 7a', 7b', 7c'und gegebenen- falls die Zwischenwerte aus den Anfangswerten An, den Endwerten Cn sowie gegebenenfalls den Zwischenwerten Bn der zu der Zwischenkennlinie 7a', 7b', 7c'jeweils benachbarten Verdichter- Kennlinien 7a, 7b, 7c ermittelt. Aus den ermittelten Anfangs-, End-und Zwischenwerten werden dann die der jeweiligen Zwischen- kennlinie 7a', 7b', 7c'zugeordneten Wertekombinationen errechnet.

In dem Datenspeicher 5 sind außerdem Motor-Kenngrößen in Form von Wertekombinationen abgelegt, jeweils bestehend aus einem Drehzahlwert n für die Drehzahl der Welle des Antriebsmotors, einem Spannungswert U für die elektrische Betriebsspannung des Antriebsmotors, einem Stromwert I für den elektrischen Strom des Antriebsmotors und einem Frequenzwert f für die zur Drehfeld- drehzahl des Antriebsmotors proportionale Frequenz des Motor- stroms :

Motorwellendreh-Motor-Kennlinienpunkte zahl nl D1 (U1D|I1D|f1D) I E1 (U1EII1EIf1E) I F1 (U1FII1FIf1F) ... 7... n6 D6(U6D|I6D|f6D), E6(U6E|I6E|f6E), F1(U6F|I6F|f6F) Auch bei den Motor-Kennlinien können Zwischenkennlinien und/oder Zwischenwerte aus den in dem Datenspeicher 5 abgelegten Wertekombinationen ermittelt werden. Selbstverständlich können <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> dieMotor-unddieVerdichter-Kenngrößenauchineinemgemeinsamen Kennfeld gespeichert sein.

Insgesamt ergibt sich also ein Verfahren und eine Vorrichtung 1 zum Regeln wenigstens einer Fördergröße eines einen von einem elektrischen Antriebsmotor angetriebenen Verdichteraggregats 2, wie beispielsweise dem Volumenstrom, dem Druck und/oder der Temperatur eines von dem Verdichteraggregat 2 geförderten Mediums, wobei für die Fördergröße wenigstens ein Meßwert ermittelt und mit einem Soll-oder-Grenzwert verglichen und bei einer Abweichung die Drehzahl der Antriebswelle des Verdichters verändert wird. Dabei wird der Fördergrößen-Meßwert indirekt ermittelt, indem Istwerte wenigstens zweier Ersatzgrößen ermittelt werden, wie beispielsweise die Motoreingangsleistung und die Motordrehfelddrehzahl des Antriebsmotors und aus den Ersatzgrößen mittels in einem Datenspeicher 5 abgespeicherter motor-und verdichterspezifischer Kenngrößen mit einer Vielzahl von Wertekombinationen bestehend aus jeweils einem Wert für die Fördergröße und jeweils einem Wert für jede der Ersatzgrößen der Fördergrößen-Meßwert bestimmt wird. Die motor-und verdichter- spezifischen Kenngrößen können als Kennfeld in dem Datenspeicher abgelegt sein.

Ansprüche