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Patent Searching and Data


Title:
TEST BENCH HAVING TEMPERATURE-CONTROLLED COOLING BLOWER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/142366
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a test bench comprising a load device (2) and a blower device (9) for cooling the load device (2). By using one or more temperature sensors (15 through 19), it is possible to capture the temperature in or at the load device (2) and to adjust the speed of a blower motor (10) of the blower device (9) accordingly. Therefore, according to the invention, the blower speed is changed linearly to the change in temperature in the load device (2) in a prescribed range. If one of the temperature sensors determines that a prescribed limit value is exceeded, then the blower is set to maximum speed. If a further, higher temperature limit is exceeded, the load device (2) is switched off.

Inventors:
SENNHENN HERBERT (DE)
HUETTEL STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/002794
Publication Date:
December 16, 2010
Filing Date:
May 06, 2010
Export Citation:
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Assignee:
HORIBA EUROPE GMBH (DE)
SENNHENN HERBERT (DE)
HUETTEL STEFAN (DE)
International Classes:
G01M15/02; G01M13/02
Foreign References:
FR2894091A12007-06-01
US20040066099A12004-04-08
JP2003322182A2003-11-14
US4914329A1990-04-03
US20080150376A12008-06-26
JP2007116792A2007-05-10
US20080215207A12008-09-04
JP2005245085A2005-09-08
Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN, Jörg, Peter (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Prufstand zum Prüfen eines Prüflings ( 1 ), mit einer Lastvorrichtung (2 ), mit einer Lastwelle (3), die durch zwei voneinander beabstandete Lagereinrichtungen (7, 8) gelagert und mit dem Prüfling ( 1 ) verbindbar ist, sowie mit einem Stator (5 ) und einem auf der Lastwelle (3 ) angeordne- ten und in dem Stator (5) drehbaren Rotor (4); und mit einer Geblaseeinrichtung (9) zum Kuhlen der Lastvorrichtung (2), mit einem Gebläsemotor ( 10) und einer Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) zum Verandern der Drehzahl des Geblasemotors ( 10); wobei die Geblaseeinrichtung eine Geblasemotor-Steuereinrichtung aufweist; - die Geblasemotor-Steuereinrichtung einen ersten Temperatursensor ( 15) aufweist, der in einer Statorwicklung des Stators (5) angeordnet ist und zum Erzeugen eines Messsignals dient; die Geblasemotor-Steuereinrichtung weiterhin eine Steuereinheit (20) aufweist, zum Durchführen der folgenden Steuerungsmaßnahme + Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der Geblaseeinrichtung (9) in Abhängigkeit von dem Messsignal des ersten Temperatursensors ( 15 ) und unter Zugrundelegung einer Steuervorschrift in Form einer Zuordnung der Drehzahl des Geblasemotors ( 10) und der von dem ersten Temperatursensor ( 15) gemessenen Temperatur.

2. Prufstand nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsemotor-Steuereinrichtung einen zweiten und einen dritten Temperatursensor ( 1 6, 1 7) aufweist, die jeweils in einer der Lagereinrichtungen (7, 8 ) angeordnet sind ; und dass - die Steuereinheit (20) au sgebildet ist zum Durchfuhren der folgenden Steu erungsmaßnahmen

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der Geblaseeinrichtung (9) zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors ( 10), wenn der zweite ( 16) und / oder der dritte Temperatursensor ( 1 7) ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung (7, 8) vorgegebenen Lager-Warngrenzwerts erkennt,

+ Abschalten der Lastvorrichtung (2), wenn der zweite ( 16) und / oder der dritte Temperatursensor ( 1 7) ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung ( 7, 8) vorgegebenen Lager-Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Lager-Alarmgrenzwert großer als der Lager-Warngrenzwert ist.

3. Prufstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geblasemotor-Steuereinrichtung wenigstens einen vierten und einen fünften Temperatursensor ( 18, 19) aufweist, die in der Statorwicklung angeordnet sind und als Grenzwertsensoren dienen; - die Steuereinheit (20) ausgebildet ist zum Durchfuhren der folgenden Steuerungsmaßnahmen

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der Geblaseeinrichtung (9) zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors ( 10), wenn der vierte Temperatursensor ( 18) ein Überschreiten eines für die Temperatur der Sta- torwicklung vorgegebenen Stator-Warngrenzwerts erkennt,

+ Abschalten der Lastvorrichtung (2), wenn der fünfte Temperatursensor ( 19) ein Überschreiten eines für die Temperatur der Statorwicklung vorgegebenen Stator-Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Stator-Alarmgrenzwert großer als der Stator-Warngrenzwert ist.

4. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastvorrichtung (2) ein Dynamometer ist.

5. Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ( 15), der zweite ( 16) und/ oder der dritte Temperatursensor ( 17) jeweils einen Platin-Temperatursensor, insbesondere einen Pt l OO-Temperatursensor aufweisen.

6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte ( 18) und/ oder der fünfte Temperatursensor ( 19) jeweils einen Kaltleiter-Temperatursensor mit nichtlinearem Widerstandsverlauf, insbesondere einen PTC-Tripel-Temperatursensor aufweisen.

7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem vierten ( 18) und dem fünften Temperatursensor ( 19) wenigstens ein weiterer Temperatursensor in der Statorwicklung vorgesehen ist.

8. Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Temperatursensor einen Kaltleiter-Temperatursensor mit nichtli- nearem Widerstandsverlauf, insbesondere einen PTC-Tripel-Temperatursensor aufweist.

9. Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorschrift zum Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) des Geblasemotors ( 10) einen Bereich mit einem linearen Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Geblasemotors ( 10) und der durch den ersten Temperatursensor ( 15 ) gemessenen Temperatur vorsieht

10 Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Zusammenhang zwischen einer vordefinierten Temperatur- Untergrenze (t, ) und einer vordefinierten Temperatur-Obergrenze (t2) vorgegeben ist

1 1 Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltleiter-Temperatursensoren, insbesondere die PTC-Sensoren gleichförmig am Umfang der Statorwicklung verteilt angeordnet sind

12 Prufstand nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) einen Frequenzumformer zum Einstellen eines Versorgungsstroms für den Geblasemotor ( 10) aufweist

13 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zum Steuern der Drehzahl eine Geblasemotors ( 10) in einer Geblaseeinrichtung (9) zum Kuhlen einer Last- Vorrichtung (2) eines Prufstands nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (20) der Geblasemotor-Steuereinrichtung die folgende Steuerungsmaßnahme durchfuhrt

+ Kontinuierliches Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der

Geblaseeinrichtung (9) in Abhängigkeit von einem Messsignal des ersten Tempera- tursensors ( 15 ) und unter Zugrundelegung einer Steuervorschrift in Form einer Zuordnung der Drehzahl des Geblasemotors ( 10) und der von dem ersten Temperatursensor ( 15) gemessenen Temperatur

14 Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Steuereinheit die folgenden Steue- rungsmaßnahmen durchfuhrt

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der Geblaseeinrichtung (9) zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors ( 10), wenn der zweite ( 16) und / oder der dritte Temperatursensor ( 1 7) ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung (7, 8) vorgegebenen Lager-Warngrenzwerts erkennt, + Abschalten der Lastvorrichtung (2 ), wenn der zweite ( 16) und / oder der dritte Temperatursensor ( 1 7) ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung ( 7, 8) vorgegebenen Lager-Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Lager-Alarmgrenzwert großer als der Lager-Warngrenzwert ist 15 Verfahren nach Anspruch 13 oder 1 4 , wobei die Steuereinheit die folgenden Steuerungsmaßnahmen durchfuhrt

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung ( 14) der Geblaseeinrichtung (9) zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors ( 10), wenn der vierte Temperatursensor ( 18) ein Überschreiten eines für die Temperatur der Statorwicklung vorgegebenen Stator-Warngrenzwerts erkennt,

+ Abschalten der Lastvorrichtung (2), wenn der fünfte Temperatursen sor ( 19) ein Überschreiten eines für die Temperatur der Statorwicklung vorgegebenen Stator-Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Stator-Alarmgrenzwert großer als der Stator-Warngrenzwert ist

Description:
Prüfstand mit temperaturgesteuertem Kühlgebläse

Die Erfindung betrifft einen Prufstand zum Prüfen eines Prüflings.

Derartige Prufstande sind z. B . als Motoren- oder Getriebeprufstande bekannt und unterstutzen die Forschung und Entwicklung mit Hilfe von z . B. Funktionstests, Dauerlaufversuchen zur mechanischen Belastungsprüfung sowie Verbrauchs- , Abgas- , Geräusch- oder Klimauntersuchungen. Die Motorenprufstande simulieren hierbei den Betrieb des Motors in einem kompletten Fahrzeug unter verschiedenen Umwelt- oder Anwendungsbedingungen. In dem Prufstand kann der Prüfling mit einer Lastvorrichtung, z. B . einer Asynchronmaschine , einem Permanentmagnet- motor, einer hydraulischen Leistungsbremse oder einer Wirbelstrombremse gekoppelt werden. Die Lastvorrichtung simuliert die Last, gegen die der Motor im realen Betrieb arbeiten muss. Elektromotoren , die als Lastvorrichtung genutzt werden, werden häufig auch als Dynamometer bezeichnet.

Derartige Dynamometer benotigen im Betrieb eine leistungsfähige Kuhlanlage , um eine Uberhitzung zu vermeiden. Dabei ist zu beachten , dass die Dynamometer die vom Prüfling eingebrachte Leistung vollständig aufnehmen und abbauen müssen.

Es sind eine Reihe von Kuhlverfahren bekannt, bei denen auf der Pπmarseite FIu - idmedien wie Wasser oder Ol und auf der Sekundarseite Luft vorgesehen sind. Luftgekühlte Dynamometer haben den Vorteil, dass eine teure und komplexe FIu- id-Zufuhrung und -Aufbereitung nicht erforderlich ist. Nachteilig hingegen ist bei der Luftkühlung der extrem hohe Gerauschpegel, der durch das Kuhlgeblase verursacht wird.

Üblicherweise laufen derartige Kuhlgeblase stets mit voller Leistung, um für jeden Betriebszustand und maximal spezifizierte Ansauglufttemperatur eine ausreichende Kühlung des Dynamometers sicherzustellen. Der dabei entstehende Gerauschpegel kann das Arbeiten in der Nahe des Prufstands erschweren . Zudem wird Energie verschwendet, wenn das Kuhlgeblase mit voller Leistung arbeitet, obwohl bei bestimmten Prufzustanden auch eine geringere Kuhlleistung ausreichen wurde.

Aus der JP 2006-023244 ist ein Prufstand bekannt, bei dem ein Dynamometer durch ein Kuhlgeblase gekühlt wird , wobei die Drehzahl des Geblasemotors in Abhängigkeit von dem Strom , der dem Dynamometer zugeführt wird, verändert wird. Da jedoch wahrend eines Prufzyklus die Drehzahl des Prüflings und damit auch die Drehzahl bzw Belastung des Dynamometers häufig variiert, muss sich zwangsläufig der dem Dynamometer zugefuhrte Strom ebenso häufig andern, was wiederum zu sich ändernden Geblasedrehzahlen fuhrt Die sich daraus ergebenden Heulgerausche des Geblasemotors werden vom Prufstandspersonal ebenfalls als unangenehm empfunden, zudem wird die Lebensdauer des Lufters durch das standige Beschleunigen reduziert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prufstand anzugeben, bei dem die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermeidbar sind

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch einen Prufstand gemäß Anspruch 1 gelost Weiterhin wird ein Betriebsverfahren für einen derartigen Prufstand angegeben Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhangigen Ansprüchen zu entnehmen

Ein Prufstand zum Prüfen eines Prüflings weist eine Lastvorrichtung auf, mit einer Lastwelle, die durch zwei voneinander beabstandete Lagereinrichtungen gelagert und mit dem Prüfling verbindbar ist, sowie mit einem Stator und einem auf der Lastwelle angeordneten und in dem Stator drehbaren Rotor Weiterhin ist eine Geblaseeinrichtung zum Kuhlen der Lastvorrichtung vorgesehen, mit einem Geblasemotor und einer Drehzahlsteuereinrichtung zum Verandern der Drehzahl des Geblasemotors, wobei die Geblaseeinrichtung eine Geblasemotor- Steuereinrichtung aufweist und die Geblasemotor-Steuereinrichtung einen ersten Temperatursensor aufweist, der in einer Statorwicklung des Stators angeordnet ist und zum Erzeugen eines Messsignals dient, das z B im Wesentlichen linear zu der gemessenen Temperatur ist Die Geblasemotor-Steuereinrichtung weist weiterhin eine Steuereinheit auf, zum Durchfuhren der folgenden Steuerungsmaßnahme Kontinuierliches Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung der Geblaseeinrichtung in Abhängigkeit von dem Messsignal des ersten Temperatursensors und unter Zugrundelegung einer Steuervorschrift in Form einer direkten Zuordnung der Drehzahl des Geblasemotors und der von dem ersten Temperatursensor gemessenen Temperatur

Somit ist in der Statorwicklung der erste Temperatursensor vorgesehen, der kon- tinuierlich die Temperatur in der Statorwicklung misst Auf Basis des entsprechenden Messsignals wird die Drehzahl des Geblasemotors eingestellt Wenn somit die Lasteinrichtung in einem bestimmten Prufvorgang viel Strom zieht und sich entsprechend erwärmt, wird diese Erwärmung unmittelbar in der Statorwicklung durch den ersten Temperatursensor detektiert Dieser liefert das Mess- Signal an die Steuereinheit, die daraufhin die Drehzahl des Geblasemotors erhöht, um einen höheren Durchsatz an Kuhlluft durch die Lastvorrichtung zu erreichen Auf diese Weise wird einer unzulässigen Erwärmung der Lastvorrichtung entgegengewirkt

Wenn daraufhin die Temperatur in der Statorwicklung wieder sinkt, wird auch dies durch den ersten Temperatursensor bemerkt, woraufhin die Steuereinheit die Drehzahl des Geblasemotors wieder absenken kann

Je nach Auslegung des Kuhlgeblases können auch entsprechende Totzeitgheder oder Verzogerungsgheder vorgesehen werden, so dass nicht jede geringfügige Temperaturanderung in der Statorwicklung unmittelbar auch sofort eine Änderung der Geblasedrehzahl nach sich zieht Erst dann, wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, ohne dass die Belastung und damit die Temperatur sinkt, kann die Erhöhung der (oder entsprechend Verminderung) der Geblasedrehzahl bewirkt werden

Ebenso ist es auch möglich, z B mehrere gestaffelte Grenz- bzw Schwellwerte vorzusehen, bei deren Über- oder Unterschreiten die Geblasedrehzahl erhöht bzw vermindert wird In diesem Fall folgt die Geblasedrehzahl der Temperatur nicht linear, sondern stufenweise Dies kann unterstutzt werden durch eine Hysterese, um zu verhindern, dass die Drehzahlanderung nicht in zu kurzen Zeitabstanden vorgenommen wird

Anstelle eines linearen Zusammenhangs zwischen der Temperaturanderung und der Geblasedrehzahl kann es auch sinnvoll sein, einen progressiven oder degressiven Zusammenhang zu wählen Dies hangt auch von den jeweiligen Gegebenheiten im Prufstand und den daraus resultierenden Kuhlmoghchkeiten ab

Die Geblasemotor-Steuereinrichtung kann darüber hinaus einen zweiten und einen dritten Temperatursensor aufweisen, die jeweils in einer der Lagereinrichtungen für die Lagerung der Lastwelle angeordnet sind Die Steuereinheit kann dementsprechend zum Durchfuhren der folgenden Steuerungsmaßnahmen ausgebildet sein

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung der Geblaseeinrichtung zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors, wenn der zweite und / oder der dritte Temperatursensor ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung vorgegebenen Lager-Warngrenzwerts erkennt, + Abschalten der Lastvorrichtung, wenn der zweite und/ oder der dritte Temperatursensor ein Überschreiten eines für die jeweilige Lagereinrichtung vorgegebenen Lager-Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Lager-Alarmgrenzwert großer als der Lager-Warngrenzwert ist.

Bei dieser Ausgestaltung sind demnach zwei weitere Temperatursensoren vorgesehen, die jeweils die Temperatur in oder an den Lagern der in der Lastvorrichtung vorgesehenen Lastwelle überwachen. Wenn einer der beiden Temperatursensoren ein Überschreiten eines ersten Grenzwerts (Lager-Warngrenzwert) feststellt, wird ein entsprechendes Signal von der Steuereinheit ausgewertet, die daraufhin ein Erhohen der Drehzahl des Gebläsemotors auf einen vorgegebenen oder technisch bedingten Maximalwert bewirkt. Damit leistet das Kuhlgeblase in diesem Betriebszustand eine maximale Kuhlleistung, um die gesamte Lastvorrichtung und damit auch die Lagereinrichtungen zu kühlen.

Wenn jedoch die Temperatur in den Lagern weiter ansteigt, kann einer der beiden, d.h. der zweite oder der dritte Temperatursensor ein Überschreiten des vorgegebenen Lager-Alarmgrenzwerts erkennen. Daraufhin leitet die Steuereinheit entsprechende Maßnahmen ein, um die Lastvorrichtung abzuschalten und eine Schädigung der Lastvorrichtung oder des ganzen Prufstands zu verhindern. Das Überschreiten des Lager-Alarmgrenzwerts ist ein Indiz für eine Fehlfunktion im Prufstand.

Die Temperatursensoren sollten derart in oder an den beiden Lagereinrichtungen angeordnet sein, dass sie möglichst zuverlässig eine Temperaturanderung in den Lagern feststellen können.

Bei einer Variante weist die Geblasemotor-Steuereinrichtung wenigstens einen vierten und einen fünften Temperatursensor auf, die in der Statorwicklung ange- ordnet sind und als Grenzwertsensoren dienen. Die Steuereinheit ist dann zum Durchfuhren der folgenden Steuerungsmaßnahmen ausgebildet:

+ Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung der Geblaseeinrichtung zum Einstellen einer Maximaldrehzahl des Geblasemotors, wenn der vierte Temperatur- sensor ein Überschreiten eines für die Temperatur der Statorwicklung vorgegebenen Stator-Warngrenzwerts erkennt;

+ Abschalten der Lastvorrichtung, wenn der fünfte Temperatursensor ein U- berschreiten eines für die Temperatur der Statorwicklung vorgegebenen Stator- Alarmgrenzwerts erkennt, wobei der Stator-Alarmgrenzwert großer als der Stator- Warngrenzwert ist.

Demgemäß sind bei dieser Variante zusatzlich zu dem oben genannten ersten Temperatursensor in der Statorwicklung noch weitere Temperatursensoren, nämlich wenigstens der vierte und der fünfte Temperatursensor als Grenzwertsensoren vorgesehen. Einer der Temperatursensoren (der vierte) ist derart ausgelegt, dass er unmittelbar ein Überschreiten des Stator-Warngrenzwerts erkennt. Dieser Warngrenzwert ist derart ausgelegt, dass bei seinem Überschreiten die Lastvor- πchtung mit maximaler Kuhlleistung gekühlt werden muss. Dementsprechend wird die Drehzahl des Geblasemotors auf den höchstmöglichen Wert eingestellt.

Der andere Temperatursensor (der fünfte) detektiert ein Überschreiten des Stator- Alarmgrenzwerts, was zu einem Abschalten der Lastvorrichtung fuhrt, um Scha- den an der Lastvorrichtung oder den Prufstand zu verhindern.

Selbstverständlich sind die Bezeichnungen "vierter" und "fünfter" Temperatursensor willkürlich gewählt. Entscheidend ist es, dass einer dieser beiden Temperatursensoren im Hinblick auf das Überwachen des Stator-Warngrenzwerts ausgelegt ist, während der andere Temperatursensor ein Überschreiten des Stator- Alarmgrenzwerts überwachen soll.

Der vierte und der fünfte Temperatursensor können alternativ oder ergänzend zu den oben beschriebenen zweiten und dritten Temperatursensoren vorgesehen werden. Dementsprechend dient die Namensgebung "erster Temperatursensor" , "zweiter Temperatursensor" etc. lediglich dazu, die Temperatursensoren jeweils mit einem eindeutigen Namen zu benennen. Eine Hierarchie soll dadurch jedoch nicht festgelegt werden. Ohne Weiteres kann der Prufstand mit einem ersten, einem vierten und einem fünften Temperatursensor ausgestattet sein, wahrend ein zweiter und ein dritter Temperatursensor nicht vorgesehen sind. Somit dienen diese Bezeichnungen auch nicht dem Durchzahlen der Temperatursensoren.

Die Lastvorrichtung kann ein Dynamometer sein bzw. ein Dynamometer aufweisen, wie dies oben bereits anhand des Standes der Technik beschrieben wurde.

Der erste, der zweite und/ oder der dritte Temperatursensor können jeweils einen Platin-Temperatursensor, insbesondere einen Pt l OO-Temperatursensor aufweisen. Pt l OO-Sensoren sind Temperaturfühler, die auf der Widerstandsanderung von Platin unter Temperatureinfluss basieren. Sie sind robust und zeichnen sich durch eine hohe Genauigkeit aus Die Widerstandskennlinien derartiger Sensoren sind naherungsweise linear

Der vierte und /oder der fünfte Temperatursensor können jeweils einen Kaltleiter- Temperatursensor mit nichthnearem Widerstandsverlauf, insbesondere einen PTC- Tπpel-Temperatursensor aufweisen PTC-Tπpel-Sensoren sind z B in der DIN 44082 genormt und dienen zum Schutz von elektrischen Maschinen gegen thermische Überlastung PTC-Tπpel-Sensoren erkennen insbesondere das Überschreiten eines voreingestellten Grenzwerts, bei dem sich der Widerstand im Messsensor stark ändert

Zusätzlich zu dem vierten und dem fünften Temperatursensor kann wenigstens ein weiterer Temperatursensor in der Statorwicklung vorgesehen sein Das bedeutet, dass in der Statorwicklung über den vierten und den fünften Temperatursen- sor hinaus auch noch weitere Temperatursensoren angeordnet werden können, wenn dies sinnvoll erscheint

Wie der vierte und der fünfte Temperatursensor kann auch der weitere Temperatursensor einen Kaltleiter-Temperatursensor mit nichtlinearem Widerstandsver- lauf, insbesondere einen PTC-Tripel-Temperatursensor aufweisen

Die Steuervorschrift zum Ansteuern der Drehzahlsteuereinrichtung des Geblases kann einen Bereich mit einem linearen Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Geblasemotors und der durch den ersten Temperatursensor gemessenen Tempera- tur vorsehen In diesem Fall besteht eine direkte Zuordnung der Drehzahl des Geblasemotors und der von dem ersten Temperatursensor gemessenen Temperatur

Insbesondere kann der lineare Zusammenhang zwischen einer vordefinierten Temperatur-Untergrenze und einer vordefinierten Temperatur-Obergrenze vorge- geben sein Solange die Dynamometer-Temperatur niedriger als die Temperatur- Untergrenze ist, dreht sich der Geblasemotor mit einer voreingestellten Minimalgeschwindigkeit Wenn sich die Temperatur des Dynamometers in dem Bereich zwischen der Temperatur-Untergrenze und der Temperatur-Obergrenze bewegt, wird die Geblasegeschwindigkeit entsprechend linear angepasst Oberhalb der Temperatur-Obergrenze wird die Geblasegeschwindigkeit auf Maximalgeschwin- digkeit eingestellt

Die Kaltleiter-Temperatursensoren, insbesondere die PTC-Sensoren können gleichförmig am Umfang der Statorwicklung verteilt angeordnet sein Auf diese Weise lässt sich die Temperatur in der gesamten Statorwicklung zuverlässig u- berwachen.

Die Drehzahl-Steuereinrichtung kann einen Frequenzumformer zum Einstellen bzw. Bereitstellen eines Versorgungsstroms für den Geblasemotor aufweisen. Der Versorgungsstrom wird insbesondere als Dreiphasenstrom bereitgestellt.

Ein Verfahren zum Steuern der Drehzahl des Geblasemotors ermöglicht den oben angegebenen Betrieb des Prufstands.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren naher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemaßen Prufstands;

Fig. 2 den Aufbau einer Temperaturuberwachung für ein Dynamometer;

Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau einer Geblasesteuerung; und

Fig. 4 eine Kennlinie zum Steuern der Geblasedrehzahl.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Prufstands, sofern er für die vorliegende Erfindung relevant ist.

Der Prufstand dient zum Prüfen eines Prüflings 1 , der im gezeigten Beispiel durch einen Verbrennungsmotor gebildet wird. Der Prüfling 1 selbst ist nicht Bestandteil des Prufstands. Vielmehr ist lediglich eine Prύfllngsaufnahme als Teil des Prufstands anzusehen, die jedoch in der Fig. 1 nicht naher dargestellt ist.

Koaxial zum Prüfling 1 ist ein als Lastvorrichtung dienendes Dynamometer 2 vorgesehen. Der Prüfling 1 und das Dynamometer 2 werden auf einer nicht dargestellten Basis (Fundament, Grundplatte etc.) gelagert.

Das Dynamometer 2 entspricht im Prinzip einem Elektromotor, z. B. einer Asynchronmaschine oder einem Permanentmagnet-Motor und ist an sich bekannt. Es weist eine Lastwelle 3 auf, auf der ein Rotor 4 vorgesehen ist, der in einem im Inneren des Dynamometers 2 vorgesehen Stator 5 drehbar angeordnet ist. Der Stator 5 wird unter anderem durch eine an sich bekannte Statorwicklung gebildet. Die Lastwelle 3 ist koaxial zu einer Motorwelle I a angeordnet und mit dieser über eine Ausgleichskupplung 6 in bekannter Weise gekoppelt.

Die Lastwelle 3 ist in zwei Lagern 7, 8 gelagert. Die Lager können sich an einem Gehäuse des Dynamometers 2 abstutzen, so dass die Lagerkrafte über das Gehäuse nach unten zum Fundament abgeleitet werden können.

Oberhalb von dem Dynamometer 2 ist eine Geblaseeinrichtung 9 angeordnet. Die Geblaseeinrichtung 9 dient zum Kuhlen des Dynamometers 2. Zu diesem Zweck weist die Geblaseeinrichtung 9 einen Geblasemotor 10 auf, der einen Ventilator 1 1 antreibt. Der Ventilator 1 1 ist in einem Luftkanal 12 angeordnet. Am Lufteinlass des Luftkanals 12 kann ein Luftfilter 13 vorgesehen sein.

Im Betrieb saugt der Ventilator 1 1 , angetrieben durch den Geblasemotor 10, Luft über den Luftfilter 13 an und fordert diese durch das Dynamometer 2. Die Luft wird dann in geeigneter Weise, z.B. auf der gegenüberliegenden Seite des Dynamometers 2 über im Gehäuse vorgesehene Kuhlschlitze oder über einen weiteren Luftkanal wieder abgeführt.

Die bisher beschriebenen Komponenten sind im Wesentlichen bekannt und bei vielen Prufstanden zu finden. Darüber hinaus sind weitere Einrichtungen vorhanden, z.B . Kalibriervorrichtungen zum Kalibrieren des Prufstands, Messeinrichtungen, Abgasabfuhrungen, Medienzu- und -abfuhrungen, Klimaeinrichtungen etc. Diese Einrichtungen spielen jedoch für die vorliegende Erfindung keine Rolle und sind daher nicht naher dargestellt.

Die Geblaseeinrichtung 9 weist außerdem einen Frequenzumformer 14 auf, zum Versorgen des Geblasemotors 10 mit Strom und zum Einstellen der Drehzahl des Geblasemotors 10. Der Frequenzumformer 14 dient somit als Drehzahlsteuereinrichtung und stellt einen Dreiphasenwechselstrom bereit. Je nach Ansteuerung des Frequenzumformers 14 kann die Drehzahl des Geblasemotors 10 verändert werden.

Weiterhin weist die Geblaseeinrichtung eine Geblasemotor-Steuereinrichtung auf, die durch mehrere Komponenten gebildet wird.

So ist in der Statorwicklung ein erster Temperatursensor 15 angeordnet, der als Pt l OO-Sensor ausgebildet ist. An den beiden Lagern 7, 8 ist ein zweiter Temperatursensor 16 und ein dritter Temperatursensor 1 7 angeordnet, die ebenfalls als Pt l OO-Sensoren ausgebildet sind und die Temperatur in den Lagern überwachen

Schließlich sind in der Wicklung des Stators 5 noch ein vierter Temperatursensor 18 und ein fünfter Temperatursensor 19 vorgesehen, die als PTC-Tπpel-Sensoren ausgebildet sind

Die Messsignale der Temperatursensoren werden einer gemeinsamen Steuereinheit 20 zugeführt, wie in Fig 1 durch Leitungen dargestellt Die Steuereinheit 20 wertet die Signale der Temperatursensoren aus und gibt entsprechende Steuersignale über eine Steuerleitung 21 an den Frequenzumformer 14, um die Drehzahl des Geblasemotors 10 in der gewünschten Weise einzustellen

Der erste Temperatursensor 15 erfasst die Temperatur an einer bestimmten Stelle im Stator 5 und liefert kontinuierlich oder taktweise ein entsprechendes Messsignal über die tatsachliche Temperatur im Dynamometer 2 Anhand des Messsignals wird durch die Steuereinheit 20 ein entsprechender Steuerwert für den Frequenz- umformer 14 berechnet, so dass dieser die gewünschte Drehzahl des Geblasemotors 10 einstellt

Der zweite Temperatursensor 16 und der dritte Temperatursensor 1 7 überwachen die Temperaturen in den Lagern 7, 8 Wenn in einem der Lager 7, 8ein erster Grenzwert (Lager-Warngrenzwert) überschritten wird, wird dies durch den zweiten oder den dritten Temperatursensor 16, 17 bzw die die Messsignale auswertende Steuereinheit 20 festgestellt, worauf hin die Steuereinheit 20 den Frequenzumformer 14 derart ansteuert, dass der Geblasemotor 10 mit der maximal möglichen Drehzahl arbeitet, um die höchstmögliche Kühlleistung zu erzielen

Wird jedoch durch den zweiten oder den dritten Temperatursensor 16, 17 das U- berschreiten eines weiteren, höheren Grenzwerts (Lager-Alarmgrenzwert) erkannt, so schaltet die Steuereinheit 20 das Dynamometer 2 oder gar den ganzen Pruf- stand ab

Der zweite und der dritte Temperatursensor 16, 17 sind somit in der Lage, jeweils zumindest das Überschreiten von zwei Grenzwerten zu erkennen Im Gegensatz dazu erkennen der vierte und der fünfte Temperatursensor 18 , 19 lediglich das Überschreiten jeweils eines einzigen Grenzwerts Dabei ist einer der Temperatursensoren 18, 19, z B der vierte Temperatursensor 18 derart ausgelegt, dass er das Überschreiten eines Stator-Warngrenzwerts erkennt, worauf hin die Steuereinheit ein Steuersignal gibt, um das Geblase mit maximaler Leistung zu betreiben

Der andere Temperatursensor, z B der fünfte Temperatursensor 19, erkennt das Überschreiten eines höheren Grenzwerts, des sogenannten Stator- Alarmgrenzwerts, oberhalb von dem eine Schädigung der Anlage eintreten konnte Dementsprechend schaltet die Steuereinheit 20 bei Vorliegen oder Überschreiten des Stator-Alarmgrenzwerts die Anlage oder zumindest das Dynamometer 2 ab

Fig 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Geblasesteuerung und insbesondere die Anordnung der Temperatursensoren nochmals auf andere Weise

In Fig 3 wird das Schaltprinzip der oben beschriebenen Geblasesteuerung verdeutlicht

In Fig 4 wird eine Kennlinie für die Steuerung der Geblasedrehzahl aufgrund des Messsignals von dem ersten Temperatursensor 15 dargestellt

Demgemäß weist die Kennlinie einen Bereich unterhalb einer Temperatur t, auf, bei dem die Geblasegeschwindigkeit konstant auf minimalem Niveau v mln gehalten wird

In einem Temperaturbereich zwischen t, und t 2 steigt die Geblasegeschwindigkeit kontinuierlich linear an, bis bei der Temperatur t 2 die Maximaigeschwindigkeit v m a x erreicht wird

Oberhalb von der Temperatur t 2 wird die Maximalgeschwindigkeit v max beibehalten

Anstelle des in Fig 4 gezeigten linearen Zusammenhangs zwischen den Tempera- turen t, und t 2 kann auch ein anderer Kennhnienverlauf gewählt werden, z B ein progressiver, ein degressiver oder ein gestufter

Der vierte und der fünfte Temperatursensor 18, 19 weisen als PTC-Tπpelsensoren eine nichthneare Sprungcharakteristik auf, die dafür vorgesehen ist, dass Über- schreiten eines Temperaturgrenzwerts festzustellen So kann wenigstens einer dieser Temperatursensoren mit dem Eingang eines Messverstarkers mit einem Schwellwertdetektor verbunden sein Der Schwellwert bzw Grenzwert wird auf einen vorgegebenen Temperaturwert eingestellt, z B auf den Stator- Warngrenzwert, der für die Anlage geeignet ist Der Ausgang des Schwellwertdetektors tπggert einen digitalen Eingang bei dem Frequenzumformer 14 Dieser Eingang veranlasst den Frequenzumformer 14 dazu, den Geblasemotor mit maximaler Drehzahl zu betreiben Der Messwertverstarker und der Schwellwertdetektor können in der Steuereinheit 20 angeordnet sein

Wenn bei Überschreiten des Lagers-Alarmgrenzwerts oder des Stator- Alarmgrenzwerts ein Abschalten des Dynamometers 2 bewirkt werden soll, kann die Steuereinheit 20 dies über eine nicht dargestellte Schalteinheit bewirken

Der vierte und der fünfte Temperatursensor 18, 19 können am Umfang des Stators 5 beliebig, z B mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sein Die Verwendung von mehr als einem PTC-Sensor beruht auf Sicherheitsgründen und dient dazu, einen Überblick über die Temperaturverteilung in der Statorwicklung zu erhalten

Es ist ohne Weiteres möglich, auch mehr als zwei PTC-Sensoren (vierter und fünfter Temperatursensor 18, 19) in der Wicklung des Stators 5 anzuordnen, um die Temperaturuberwachung zu verfeinern Wenn nur einer dieser PTC-Sensoren ein Überschreiten des jeweiligen Grenzwerts anzeigt, ergreift die Steuereinheit 20 die vorgesehenen Maßnahmen und erhöht insbesondere die Geblasedrehzahl auf den maximalen Wert