Testaufbau eines drehzahlvariablen Pumpenantriebes

zur Untersuchung der Druckregelung hinsichtlich Führungs- und Störverhalten

Technische Daten:

Nenndrehmoment: 1,45 Nm
Nenndrehzahl: 3000 U/min
Druck max.: 70 bar
Volumenstrom max.: 2,8 l/min

Zur Untersuchung drehzahlvariabler Pumpenantriebe wurde ein Versuchsaufbau mit einer Servopumpe und einer umschaltbaren Last entwickelt.

Ein Synchronservomotor am Frequenzumrichter treibt eine Außenzahnradpumpe an, welche einen Volumenstrom zu zwei parallel geschalteten Drosseln fördert. Beide Drosseln sind manuell einstellbar, wobei die zweite Drossel zusätzlich mittels Magnetventil zuschaltbar ist und sich somit Lastsprünge nachbilden lassen.

Auf dem Echtzeitsteuerrechner läuft die Steuerungssoftware TwinCAT3 der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Die Anbindung an den Frequenzumrichter erfolgt über das Feldbussystem EtherCAT®. Der Echtzeitsteuerrechner beinhaltet eine eigenentwickelte Druckregelung, wobei die Programmierung der Echtzeitsteuerung mit Hilfe der Programmiersprache C/C++ erfolgt. Teile der unterlagerten Drehzahlregelung sowie die feldorientierte Stromregelung werden vom Frequenzumrichter übernommen. Die Vorgabe des Soll-Druckes kann statisch und dynamisch erfolgen. Eine Überwachung auf Grenzwerte und Übertragungsfehler mitsamt zugehörigen Fehlerreaktionen sorgt für sichere Betriebszustände.

Ansprechpartner: Michael Bruns M. Sc.

Druck- und Drehzahlverlauf bei Lastsprung durch Zu- und Abschalten der zweiten Drossel bei einem Soll-Druck = 30 bar, ohne Druckspeicher