DE102007022986A1

DE102007022986A1 - Anordnung

Info

Publication number: DE102007022986A1
Application number: DE102007022986A
Authority: DE
Inventors: Antonius Bader
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2027-05-16
Also published as: DE102007022986B4

Abstract

Anordnung, umfassend einen Antrieb mit Umrichter,
wobei an einer Antriebskomponente, insbesondere Getriebe und/oder Motor, ein oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Werten mindestens einer Zustandsgröße vorgesehen sind,
wobei
im Umrichter mindestens eine Einsteckkarte vorgesehen ist, die zur Verarbeitung und/oder Auswertung der Sensorsignale und/oder der Werte geeignet ausgeführt ist,
wobei die Einsteckkarte mit einer im Umrichter vorgesehenen Steckverbindereinheit lösbar verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung.
Es ist bekannt, in industriellen Anlagen elektrische Antriebe einzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für verschiedene Anforderungen in kompakter Weise ausgestaltbar weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anordnung sind, dass sie einen Antrieb mit Umrichter umfasst,
wobei an einer Antriebskomponente, insbesondere Getriebe und/oder Motor, ein oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Werten mindestens einer Zustandsgröße vorgesehen sind,
wobei im Umrichter mindestens eine Einsteckkarte vorgesehen ist, die zur Verarbeitung und/oder Auswertung der Sensorsignale und/oder der Werte geeignet ausgeführt ist,
wobei die Einsteckkarte mit einer im Umrichter vorgesehenen Steckverbindereinheit lösbar verbindbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Einsteckkarte je nach Anforderung verschieden ausführbar ist. Beispielsweise ist eine Auswertung für einen Schwingungssensor vorsehbar und bei einer alternativ wählbaren Einsteckkarte eine Auswertung für eine andere Zustandsgröße, wie beispielsweise Temperatur. Somit ist ein kompakter Umrichter vorsehbar, der in einer ersten Variante eine Auswertung zur ersten Zustandsgröße ausführbar macht uns somit auch einen von den erfassten Werten abhängigen Steuerungsablauf. In einer zweiten Variante ist eine andere Zustandsgröße berücksichtigbar und somit ein entsprechend verschiedener Ablauf. Durch die Vorsehung der Einsteckverbindung ist die Karte schnell und einfach verbindbar mit dem Umrichter.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die auf der Einsteckkarte vorgesehene Elektronik über die Steckverbindereinheit aus dem Umrichter versorgbar. Von Vorteil ist dabei, dass keine separate Energieversorgung, wie beispielsweise ein Netzgerät vorzusehen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Umrichter gehäusebildend für die Einsteckkarte. Von Vorteil ist dabei, dass Gehäuse einsparbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führen Sensorleitungen vom Sensor zu einer auf der Einsteckkarte vorgesehenen Anschlusseinheit, insbesondere Steckverbindereinheit, insbesondere wobei sie mittels der Anschlusseinheit steckverbindbar mit der Einsteckkarte sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Einsteckkarte derartige Anschlusseinheiten aufweist, die zu dem jeweiligen Sensor geeignet ausgeführt sind, beispielsweise die entsprechende Abschirmung umfassen oder die entsprechend geeignete Steckverbindereinheit.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erster Sensor ein Winkelsensor, dessen Information von einer in der elektronischen Schaltung des Umrichters umfassten Regler verwendbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Regelgüte erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Sensor vorgesehen ist, dessen erfasste Werte den von einer Ablaufsteuerung gesteuerten Bewegungsablauf beeinflussbar machen. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von dem Wert der erfassten Zustandsgröße der Ablauf der Bewegung des Antriebs beeinflussbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ablaufsteuerung, insbesondere eine Positioniersteuerung, im Umrichter integriert ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine zentrale Steuerung, wie beispielsweise SPS verzichtbar ist. Ebenfalls sind spezielle Geräte zur Auswertung der Sensorsignale.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektronische Schaltung des Umrichters als Busteilnehmer ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass auf die erfassten Zustandsgrößen bezogene Informationen übermittelbar sind und somit andere Geräte entsprechend aktivierbar oder deaktivierbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Sensor zur Bestimmung des Ölstandes, Ölzustandes und/oder zur Bestimmung des Austritts von Öl ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichter den Getriebemotor derart ansteuert, dass beispielsweise bei zu niedrigem Ölstand ein Abschalten oder zumindest ein Reduzieren der Leistung des Getriebemotors vorsehbar ist. Ein entsprechendes Vorgehen ist auch bei Austreten von Öl oder bei zu stark gealtertem Öl ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Schwingungssensor, ein Temperatursensor oder ein Drehmomentsensor. Von Vorteil ist dabei, dass bei Verwendung eines Schwingungssensors Lager oder andere mechanische Teile überwachbar sind und bei entsprechenden Schädigungen Aktionen ausführbar sind oder die Leistung des Antriebs reduzierbar oder abschaltbar ist. Bei Verwendung von Drehmomentsensoren ist eine Überwachung auf Überschreiten von kritischen Werten ausführbar oder auch ein Überwachen auf Auftreten von Überlastungsstößen. Der Antrieb ist somit in der Lage entsprechend zu reagieren. Es ist in einer Weiterbildung sogar ermöglicht, eine Drehmomentregelung mit dem Umrichter auszugestalten, wobei der erfasste Drehmomentwert auf ein Sollmoment hin geregelt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Sensor zur Bestimmung von Kondenswasser oder zur Bestimmung der Kondenswassermenge oder des Kondenswasserfüllstandes. Von Vorteil ist dabei, dass eine Überwachung bezüglich des Kondenswassers innerhalb des Elektromotors und/oder des Getriebes ermöglicht ist und eine entsprechende Warnmeldung herausgebbar ist. Beispielsweise ist somit das Einleiten eines Wartungsvorgangs ermöglicht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung schematisch gezeigt. Hierbei ist die Anordnung als Antrieb ausgeführt, der ein Getriebe 1 umfasst, das von einem Elektromotor 3 angetrieben wird. Am Getriebe 1 oder bei anderen Ausführungsbeispielen am Elektromotor 3 oder einer anderen Antriebskomponente, wie Kupplung, Bremse oder dergleichen, ist ein Sensor 4 vorgesehen, der zur Erfassung der Werte einer oder mehrerer physikalischer Größen vorgesehen ist.
In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist ein Winkelsensor 2 vorgesehen zur Detektion der Winkelstellung des Rotors des Elektromotors 3. Der Winkelsensor 2 ist elektrisch verbunden mit einer Einsteckkarte 6 zur Auswertung seiner Signale. Die auf diese Weise bestimmte Information wird der Steuerelektronik der elektronischen Schaltung 9 des Umrichters zugeleitet und zur Regelung der von der Leistungselektronik an den Motor angelegten Spannung verwendet. Im Umrichter 8 sind auch Stromsensoren angeordnet, deren Messwerte ebenfalls der Steuerelektronik des Umrichters zugeführt werden.
Der Umrichter 8 umfasst ein Steckverbinderteil, das mit der elektronischen Schaltung verbunden ist und in welches die Einsteckkarten 5 und 6 mittels ihrer Steckverbinderteile einsteckbar und somit elektrisch verbindbar sind.
Auf diese Weise ist es nun ermöglicht, nicht nur die Winkelinformationen des Winkelsensors auszuwerten und zu bestimmen sondern auch die Signale eines anderen Sensors 4 zu erfassen und auszuwerten.
Die Einsteckkarten benötigen kein eigenes Gehäuse, da sie innerhalb des Gehäuses des Umrichters angeordnet sind. Je nach Art des Sensors ist eine für diesen Sensor geeignete Einsteckkarte herstellbar und einsteckbar. Somit ist eine hohe Varianz von Antrieben mit verschiedenen Sensoren unter Verwendung weniger Teile herstellbar.
Die Einsteckkarte umfasst eine Leiterplatte, auf welcher elektronische Bauelemente bestückt und mittels Lötverbindung verbunden sind. Als Steckverbinderteil sind auf der Einsteckkarte vorzugsweise metallische Bereiche ausgebildet, die beim Einstecken der Einsteckkarte in den Steckverbinder 7 des Umrichters zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehen sind.
Der umrichter ist somit modular aufgebaut: in einem ersten Raumbereich ist die elektronische Schaltung, in einem zweiten Raumbereich sind die Einsteckkarten, insbesondere zwei oder mehr, vorsehbar. Die Funktionalität des Umrichters ist somit an die jeweiligen Anforderungen anpassbar. Besonders wichtig ist aber, dass mittels der Einsteckkarte 5 Sensoren verbindbar sind, wobei die zugehörigen erfassten Messwerte zu solchen physikalischen Größen stammen, welche nicht direkt notwendig sind zum Regeln des Elektromotors. Jedoch ist als Sensor beispielsweise ein Ölleckagesensor, ein Ölstandsensor, ein Schwingungssensor, ein Temperatursensor oder ein Ölalterungssensor, also ein Sensor zum Bestimmen des Zustandes von Öl, vorgesehen. Die Signale des Sensors sind von der auf der Einsteckkarte vorgesehenen Elektronik auswertbar. Außerdem ist eine jeweilige Verarbeitung der so bestimmten Informationen ausführbar. Beispielsweise sind die erfassten Werte auf das Über- oder Unterschreiten vorgebbarer kritischer Werte überwachbar und entsprechende Aktionen auslösbar, wie beispielsweise das Stoppen des Antriebs, das Reduzieren der Drehzahl des Antriebs und/oder das Weitermelden von Werten oder zugehörigen Informationen über ein Bussystem, das mit dem Umrichter verbunden ist. Beim letztgenannten Beispiel werden die Informationen zunächst an die elektronische Schaltung des Umrichters übermittelt, die selbst als Busteilnehmer ausgeführt ist, und danach über das Bussystem an einen weiteren Busteilnehmer gesendet.
Somit ist im Umrichter selbst ein Steuerungsablauf steuerbar, bei welchem die durch den Sensor erfassten Werte den Ablauf beeinflussen. Abhängig vom Werteverlauf der erfassten Größen ist also ein anderer Ablauf ausführbar. Hierzu ist der Umrichter mit einer Benutzerschnittstelle und entsprechender Software ausgestattet, die es erlaubt, einen Programmablauf einzugeben, der die erfassten Werte des Sensors berücksichtigt. Es sind also Steuerbefehle eingebbar und verwendbar, die auf die Werte zugreifen.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird auf den Winkelsensor 2 verzichtet und die Regelung des Motors über den erfassten Strom ausgeführt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind statt des nur einen Sensors 4 mehrere Sensoren vorgesehen und mit der Einsteckkarte 5 zur Auswertung verbunden.

1: Getriebe
2: Winkelsensor
3: Elektromotor
4: Sensor
5: Einsteckkarte mit Steckverbinderteil
6: Einsteckkarte mit Steckverbinderteil
7: Steckverbinderteil
8: Umrichter
9: elektronische Schaltung, umfassend Leistungselektronik und Steuerelektronik

Claims

Anordnung, umfassen einen Antrieb mit Umrichter, wobei an einer Antriebskomponente, insbesondere Getriebe und/oder Motor, ein oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Werten mindestens einer Zustandsgröße vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Umrichter mindestens eine Einsteckkarte vorgesehen ist, die zur Verarbeitung und/oder Auswertung der Sensorsignale und/oder der Werte geeignet ausgeführt ist, wobei die Einsteckkarte mit einer im Umrichter vorgesehenen Steckverbindereinheit lösbar verbindbar ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Einsteckkarte vorgesehene Elektronik über die Steckverbindereinheit aus dem Umrichter versorgbar ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter gehäusebildend für die Einsteckkarte ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorleitungen vom Sensor zu einer auf der Einsteckkarte vorgesehenen Anschlusseinheit, insbesondere Steckverbindereinheit, führen, insbesondere wobei sie mittels der Anschlusseinheit steckverbindbar mit der Einsteckkarte sind.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sensor ein Winkelsensor ist, dessen Information von einer in der elektronischen Schaltung des Umrichters umfassten Regler verwendbar ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor vorgesehen ist, dessen erfasste Werte den von einer Ablaufsteuerung gesteuerten Bewegungsablauf beeinflussbar machen.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufsteuerung, insbesondere eine Positioniersteuerung, im Umrichter integriert ausgeführt ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung des Umrichters als Busteilnehmer ausgeführt ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur Bestimmung des Ölstandes, Ölzustandes und/oder zur Bestimmung des Austritts von Öl ausgeführt ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Schwingungssensor, ein Temperatursensor oder ein Drehmomentsensor ist.
Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur Bestimmung von Kondenswasser oder zur Bestimmung der Kondenswassermenge oder des Kondenswasserfüllstandes ist.