[发明专利]电气传动系统、识别该系统和/或探测损伤的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别待模型化为多惯量振动器的电气传动系统和/或者用于探测电气传动系统中轴承内和/或者受磨损的部件上损伤的方法以及配属的装置和相应的电气传动系统。 

背景技术

电气传动装置的机械联合体在实践中经常可以模型化为多惯量振动器。传动系统在建模的意义上被识别，以便然后在所识别模型的基础上进行传动系统的调节器或其他组成部分的参数设定。建模对传动系统的启动过程至关重要。此外，在电气传动系统中依据目的进行状态监测。在这种状态监测的框架内，尤其要对传动系统轴承损伤或易磨损的部件上的损伤进行探测。 

在进行建模的以往方法中或进行电气传动系统中损伤探测的以往方法中使用机械传感器，利用这些机械传感器确定传动系统的机械角速度或者机械转子位置角，以便借助这些传感器所确定的数值可以进行所需的计算。 

原则上公知：电气机器的角速度仅在测量机器的端子值 基础上确定。但在对传动系统中的损伤进行诊断时相应同样得以应用的以往公知的用于电气传动系统的识别方法全部是带有探测器的方法。这意味着，为了实施这些带有旋转探测器(Drehgeber)的方法需要单独的构件，由此一方面增加了成本，另一方面提高了安装和评估的开支并由此还可能出现附加的故障源。 

发明内容

本发明的目的因此在于，提供一种用于识别待模型化为多惯量振动器的电气传动系统和/或者用于探测电气传动系统中轴承内和/或者受磨损的部件上损伤的方法，该方法与此相关地得到改进。 

为了实现该目的，依据本发明设置一种该类型的方法，该方法以如下方式而著称，即，在该方法的框架内，以无探测器的方式来确定电气传动系统的机械角速度并且借助以无探测器的方式确定的机械角速度在相关图(Korrelogramme)和/或者Welch方法(Welchverfahren)的基础上进行信号处理，其中，在信号处理的框架内确定电气传动系统机械机构的频率响应(Frequenzgang)，将该频率响应的数据用于确定电气传动系统的至少一个参数。 

依据本发明的方法因此将以往仅在使用特殊探测器或者说传感器的基础上公知的用于多惯量振动器或用于探测电气传动系统中轴承损伤和其他损伤的特定识别方法与以无探测器的方式确定机械角速度相组合。因此，依据本发明，借助在相关图法或Welch方法基础上的特殊的信号处理可以实现以无探测器的方式识别多惯量振动器或以无探测器的方式诊断传动系统的轴承损伤和/或者受磨损的部件上的损伤。由此，现在也能够以无探测器的方式实现以往只能以带有探测器的方式公知的用于系统识别的可靠方法。因此，本发明对电气传动系统的自动化启动并且也对这种电气传动装置的诊断和保养做出很有价值的贡献。使用Welch方法是为了在降噪情况下估计相对于频率的信号强度。Welch方法以使用周期图的方案为基础，以便将信号从时间空间传递到频率空间。 

对测量角速度或转子位置角不用机械传感器就行得通的、用于确定机械角速度的无探测器方法从最小的定子频率起就提供安全和可靠的结果。在依据本发明的方法中，基于借助相关图或Welch方法所提到的评估，在确定电气传动系统机械机构的频率响应情况下，这种最小定子频率作为条件始终是给出的。这一点能够实现：在任何可设想 的使用情况下，依据本发明将以无探测器的方式确定角速度与这种特定的信号处理相组合。 

识别过程本身分成两个步骤，其中，首先借助于Welch或者相关图方法结合所测量的时间信号计算机械机构的频率响应，而在数字信号处理之后进行设备参数的确定。一般情况下，电气传动系统参数的确定通过如下方式来进行，即，在结果中获得系统的完整模型。但除此之外，在本发明的框架内同样可以设想：只确定传动设备的特定的系统参数或有限数量的参数。 

在使用频率响应数据的情况下，用于信号处理以及用于确定设备参数的可行性的细节例如可以从2007年Siegen大学S.Villwock的博士论文“Identifikationsmethoden für die automatisierte Inbetriebnahmeund Zustandsüberwachung elektrischer Antriebe(用于电气传动装置的自动化启动和状态监测的识别方法)”中得知。 

机械角速度依据本发明能够以无探测器的方式借助所测得的或者待测量的传动系统电气端子值，特别是传动系统的电流和/或者电压来确定。单独使用端子值如电流和必要时电压提供的优点是，这样使用通常本来就已测得的或可以简单测量的或者已经存在的数值。不需要开支大的或单独的附加传感器。