Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Überwachen we nigstens der Motortemperatur als Motorparameter beim Betreiben wenigs- tens eines Elektromotors an einer Leistungselektronik.

Aus der DE102014005706 A1 und der DE10119201A1 ist bekannt, dass ver- schiedene Verfahren mit indirekten oder direkten Maßnahmen elektrische Parameter eines Elektromotors ermitteln. Mittels der gewonnenen Informati- onen werden die thermischen oder elektrischen Modelle der Verfahren kalibriert oder vervollständigt, damit die Motortemperatur im Stillstand oder im laufenden Betrieb ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann der Motor vor einer drohenden Überhitzung geschützt werden, indem durch ein Eingreifen in die Steuerung/Regelung und über eine Sollwertveränderung der Arbeits- punkt des Motors so verändert wird, dass dieser sich wieder abkühlen kann oder bei einem weiteren Anstieg der Motortemperatur die Kommutierung komplett unterbrochen werden kann.

Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass die Auswertungen ausschließlich die Motortemperaturen als solche betrachten. Ferner ergibt sich eine verminderte Funktionssicherheit, da durch eine falsche, für den entsprechenden Motor nicht geeignete oder jedenfalls nicht optimale Parametrisierung von Arbeits punkten der Motor lediglich bei thermischer Überlast abgeschaltet wird. Au ßerdem resultiert durch eine falsche Parametrisierung von Arbeitskennlinien des Elektromotors im Stör- bzw. Schadensfall ein erhöhter Aufwand bei der Fehlerfindung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorbesagte Nachteile zu überwinden und ein System sowie ein Verfahren zum Überwachen wenigs tens der Motortemperatur als Motorparameter beim Betreiben wenigstens eines Elektromotors an einer Leistungselektronik bereit zu stellen, das neben den elektrischen Parameter für die Kalibrierung und Vervollständigung der Motortemperaturerfassung auch die Zuweisung bzw. Ermittlung von geeigne ten Motor-Betriebs-Parameter ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 ge- löst.

Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zum Überwachen wenigstens der Motortemperatur als Motorparameter beim Betreiben wenigstens eines Elekt romotors an einer Leistungselektronik vorgeschlagen, das elektrische Motor- großen durch Messen mit einer Messvorrichtung erfasst und eine Parame terdatei mit Motorparameter anhand der gemessenen Motorgrößen erstellt oder die Motorparameter aus einem Datenspeicher ausliest. Dabei steuert eine Regelungsvorrichtung den Elektromotor betreffend wenigstens der Temperatur als Motorparameter anhand der weiteren Motorparameter aus der Parameterdatei. Dabei ist günstig, dass zusätzliche Motorparameter er fasst und diese in Form der Parameterdatei gespeichert werden. Dadurch können bereits aufgetretene Betriebspunkte optimal geregelt werden und kritische Bereiche werden frühzeitig erkannt. Dies führt zu einer Lebendauer- Verlängerung von zu kommutierenden Komponenten durch eine Überlas tungsvermeidung. Ferner ist es von Vorteil, dass das Verfahren parallel zur Temperaturermittlung läuft.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die jeweils weiteren Motorparameter des betreffenden Elektromotors die Drehzahl, die Motorspannung, die Stromstärke und/oder eine Leistung des Motors sind. Da diese spezifischen Motorparameter den wesentlichen Einfluss auf die Tem peraturentwicklung beim Betrieb des Elektromotors besitzen, optimiert die Überwachung dieser Kenngrößen die temperaturabhängige Regelung des Elektromotors. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mess vorrichtung und die Regelungsvorrichtung des oder der Elektromotoren in der Leistungselektronik vorhanden ist bzw. sind oder zwischen der Leistungs elektronik und dem Elektromotor geschalten sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn je nach Anwendungsfall flexibel die optimale Schaltung ausgewählt werden kann.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der die Leistungselektronik und die Messvorrichtung sowie die Regelungsvorrichtung zentral auf einer gemein samen Leiterplatte angeordnet sind. Vorteilhaft daran ist, dass die Kompo- nentenanzahl deutlich reduziert ist, was den Montage- bzw. Wartungsauf wand merklich reduziert.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leistungselektronik und die Messvorrichtung sowie die Regelungs- Vorrichtung ganz bzw. teilintegriert in der Elektromotoreinheit des jeweiligen Elektromotors -somit dezentral- angeordnet sind. Dadurch wird die Steue- rung mehrerer unabhängig voneinander betriebenen Elektromotoren deutlich vereinfacht, da sich die Leistungselektronik nur jeweils auf die Parameter des jeweils einen Elektromotors beziehen muss. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer Ausführungsvariante ausgebil det, dass der wenigstens eine Elektromotor als ein Lüfter oder ein Kompres sor ausgebildet ist. Dadurch ist das Verfahren für mehrere verschiedene An wendungsfälle geeignet und die Einsatzmöglichkeiten werden somit erhöht.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn aus den ermittelten Motorparametern ein Wick- lungswiederstand und/oder eine Wicklungsinduktivität für den jeweiligen

Elektromotor ermittelt werden und aus dem jeweiligen Wicklungswiederstand und/oder der Wicklungsinduktivität die Elektromotorauslegung anhand hinter legter Parameterkennfelder oder über einen hinterlegten Rechenalgorithmus erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die funktionale Sicherheit gesteigert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ermittelten Motorparameter ferner für hinterlegte Motor- oder Temperaturmodelle herangezogen, die in die Regelung des jeweiligen Elektromotors einfließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorzugsweise, dass in einem Störfall bzw. einem Schadensfall eine Fehlerauswertung anhand der Motor- parameter bzw. der Parameterdatei gezielt erfolgen kann, wobei alle erfassten Parameter unmittelbar oder mittelbar in die Auswertung einfließen kön- nen. Dies hat zur Folge, dass die Fehlerauswertung optimiert wird, da im Schadensfall die kritischen Motorparameter genau identifiziert werden kön nen.

Vorzugsweise umfasst ein erfindungsgemäßes System wenigstens zwei Elektromotoren zum Überwachen wenigstens der Motortemperatur als Mo- torparameter beim Betreiben der Elektromotoren die Leistungselektronik mit einem Zwischenkreis und einem an einem Zwischenkreis-Kondensator bereit gestellte Zwischenkreisspannung zur Versorgung der Elektromotoren. Dabei weist jeder Elektromotor eine Endstufe und einen EMV-Filter auf und die Leistungselektronik und die Messvorrichtung sowie die Regelungsvorrichtung sind zentral auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das System aus wenigstens zwei Elektromotoren zum Überwachen wenigstens der Motortemperatur als Motorparameter beim Betreiben der Elektromotoren die Leistungselektronik mit einem Zwischenkreis und einem an einem Zwischenkreis-Kondensator bereit gestellte Zwischenkreisspan nung zur Versorgung der Elektromotoren umfasst. Dabei weist jeder Elekt romotor eine Endstufe und einen EMV-Filter auf und die Leistungselektronik und die Messvorrichtung sowie die Regelungsvorrichtung sind für jeden Elektromotor ganz bzw. teilintegriert in der jeweiligen Elektromotoreinheit angeordnet.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Systemanordnung für das Verfahren mit drei Elektromoto ren mit jeweils integrierter Leistungs- bzw. Messvorrichtung,

Fig. 2 eine Systemanordnung für das Verfahren mit drei Elektromoto- ren mit einer zentralen Leistungs- bzw. Messvorrichtung auf ei ner Leiterplatte.

Figur 1 zeigt eine Systemanordnung für das Verfahren mit einem Elektromotor 1 , einem Lüfter 9 und einem Kompressor 10 mit ganz- bzw. teilintegrierter Leistungs- bzw. Messvorrichtung 2, 3. Jeder dieser Elektromotoren 1 , 9, 10 weist eine separate Leistungselektronik 2 auf. Die Leistungselektronik 2 ist mit einem Zwischenkreis und einem an einem Zwischenkreis-Kondensator bereit gestellte Zwischenkreisspannung zur Versorgung der Elektromotoren 1 verbunden. Dabei weist jeder Elektromotor 1 eine DC/AC-Endstufe und einen EMV-Filter auf, die wie die Messvorrichtung 3 und die Regelungsvorrichtung 4 der Elektromotoren 1 in der Leistungselektronik 2 angeordnet sind. Die Leistungselektronik 2 und die Messvorrichtung 3 sowie die Regelungsvorrich tung 4 sind integriert in der Elektromotoreinheit angeordnet.

Die elektrischen Motorgrößen werden durch Messen mit der Messvorrichtung 3 erfasst und es wird eine Parameterdatei 6 mit Motorparameter 4 anhand der gemessenen Motorgrößen erstellt oder die entsprechenden Motorparameter 4 werden aus dem Datenspeicher 7 ausgelesen.

Ferner steuert die Regelungsvorrichtung 5 den Elektromotor 1 betreffend wenigstens der Temperatur als Motorparameter anhand der weiteren Motor- parameter 4 aus der Parameterdatei 6 bzw. der Parameterkennfelder 11.

Figur 2 zeigt eine Systemanordnung zur Anwendung des erfindungsgemä ßen Verfahrens mit einem Elektromotor 1 , einem Lüfter 9 und einem Kom- pressor 10 mit zentraler Leistungs- 2 bzw. Messvorrichtung 3. Dabei unterscheidet sich der Systemaufbau lediglich darin, dass sich die Leistungselekt- ronik 2, die Messvorrichtung 3 und der Datenspeicher 7 auf einer gemeinsa men Leiterplatte 8 angeordnet sind. Im Übrigen wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Figur 1 verwiesen, soweit es sich um gleiche Be- zugszeichen handelt. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.