BE1032830B1 - Verfahren zum Erkennen und Beheben einer Verstopfung einer Kreiselpumpe - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen und Beheben einer Verstopfung einer Kreiselpumpe (1) mit einem mittels eines Reglers (7) geregelten Elektromotors (5) zum Antreiben der Kreiselpumpe (1), mit den Schritten: Prüfen, ob eine Aktivität des Reglers (7) einen Schwellwert unterschreitet und sich ein Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors (5) vor und nach der Unterschreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers (7) durch ein Produkt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors (5) und dem hochpassgefilterten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmoment des Elektromotors (5) bestimmt ist (100); und bejahendenfalls Durchführen einer Reinigungssequenz zum Beheben der Verstopfung.

Description

Verfahren zum Erkennen und Beheben einer Verstopfung einer Kreiselpumpe

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen und Beheben einer Verstopfung einer

Kreiselpumpe mit einem mittels eines Reglers geregelten Elektromotors zum Antreiben der

Kreiselpumpe, mit dem Schritt Durchführen einer Reinigungssequenz zum Beheben der

Verstopfung. Die Erfindung betrifft ferner eine Kreiselpumpe mit einem Elektromotor zum

Antreiben der Kreiselpumpe und einer Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung umfas- send einen den Elektromotor regelnden Regler, wobei die Regelungs- und/oder Steue- rungseinrichtung eingerichtet ist, eine Reinigungssequenz zum Beheben der Verstopfung durchzuführen.

Hintergrund der Erfindung

Kreiselpumpen werden in verschiedenen Anwendungsgebieten, insbesondere in Abwasser- systemen oder industriellen Förderanlagen, zum Fördern von Flüssigkeiten verwendet.

Während eines Betriebs können solche Kreiselpumpen durch Fremdkörper, Ablagerungen oder Feststoffe verstopfen. Insbesondere in Abwasseranwendungen befinden sich im För- dermedium häufig Textilien als Fremdkörper. Diese Textilien können sich an verschiede- nen Stellen innerhalb der Kreiselpumpe festsetzen, können sich beispielsweise um ein

Laufrad der Kreiselpumpe wickeln oder in einem Ansaugstutzen der Kreiselpumpe hängen bleiben. Ein solches Festsetzen führt zu einer erhöhten Leistungsaufnahme der Kreisel- pumpe, zu einem verstärkten Verschleiß und/oder zu einer Verstopfung und Blockade der

Kreiselpumpe. Eine blockierte Kreiselpumpe muss oftmals ausgebaut und gereinigt oder sogar ersetzt werden.

Zum Lösen einer solchen Verstopfung kann die Kreiselpumpe mit einer sogenannten Rei- nigungssequenz betrieben werden, bei der das Laufrad wiederholt in Vorwärts- und Rück- wärtsrichtung betrieben wird, um den die Verstopfung bewirkenden Fremdkörper zu ent-

fernen. Diese Maßnahmen sind jedoch oft zeit- und kostenintensiv und führen zu uner- wünschten Stillstandszeiten der Kreiselpumpe. Während bei einer zu kurzen Reinigungs- sequenz die Gefahr besteht, dass die Verstopfung nicht oder nur zum Teil gelöst wird, kann die Kreiselpumpe bei einer zu langen Reinigungssequenz unnötig lange unproduktiv sein.

Insofern besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Verfahren zum Erkennen und nachfolgendem Beheben einer Verstopfung bei Kreiselpumpen, das präziser erkennt, ob die Verstopfung vorliegt. Besonders vorteilhaft wäre eine Lösung, die ein bedarfsgerechtes

Durchführen der Reinigungssequenz erlaubt und bestenfalls auch eine objektive Bewer- tung eines Erfolgs der Reinigungssequenz ermöglicht.

Beschreibung der Erfindung

Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver- fahren und eine entsprechende Kreiselpumpe anzugeben, die eine sich anbahnende Ver- stopfung erkennt und durch geeignete Maßnahmen verhindern kann, um eine Betriebszeit der Kreiselpumpe zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen und Beheben einer

Verstopfung einer Kreiselpumpe mit einem mittels eines Reglers geregelten Elektromotors zum Antreiben der Kreiselpumpe, mit den Schritten:

Prüfen, ob eine Aktivität des Reglers einen Schwellwert unterschreitet und sich ein

Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors vor und nach der Unterschreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers durch ein

Produkt, insbesondere eine Multiplikation, der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektro- motors und dem hochpassgefilterten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmo- ment des Elektromotors bestimmt ist; und bejahendenfalls Durchführen einer Reinigungssequenz zum Beheben der Verstop- fung.

Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, die Regleraktivität als Maß zu nehmen, um die sich anbahnende Verstopfung zu detektieren. Die Regleraktivität beschreibt insbesondere eine Häufigkeit und Stärke eine Änderung einer Stellgröße des Reglers, konkret das Pro- dukt von hochpassgefilterter Drehzahl des Elektromotors und hochpassgefiltertem Motor- strom und/oder hochpassgefiltertem Drehmoment des Elektromotors. Die vorgeschlagene

Lösung besteht somit aus einem ersten Schritt, einer Erkennung, ob die Regleraktivität den

Schwellwert unterschreitet. Liegt die Regleraktivität beispielsweise unterhalb des

Schwellwertes, weist also ein negatives Vorzeichen auf, wird ein Störereignis erkannt.

Dieses Störereignis kann ein unterwünschtes Objekt im Pumpengehäuse sein, das den re- gulären Betrieb der Kreiselpumpe stört. In einem zweiten Schritt kann nun die Stellgröße, beispielsweise das Drehmoment des Elektromotors, vor und nach dem Störereignis vergli- chen werden. Wenn sich beide Werte unterscheiden, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit an- zunehmen, dass sich das störende Objekt im Pumpengehäuse befindet und das Betriebs- verhalten der Pumpe negativ beeinflusst.

Die Regleraktivität ist im idealen stationären Betriebspunkt bevorzugt stets gleich Null, das heißt der Regler muss seine Stellgröße nicht ändern und eine Regelgröße, insbesondere die

Drehzahl des Elektromotors, ändert sich ebenfalls nicht. Wenn allerdings ein Sollwert ge- ändert wird oder sich eine Last ändert, hat der Regler seinen Ausgang zu ändern, um den neuen Sollwert einzustellen bzw. um auf eine geänderte Last zu reagieren. Dabei lässt sich zwischen einem Führungsverhalten, Änderung des Sollwertes, und einem Störverhalten,

Änderung der Last, unterscheiden. Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Schwell- wert Null oder annähernd Null. Dies bedeutet, dass bereits kleinste Änderungen in der

Regleraktivität als potenzielle Indikatoren für eine Verstopfung betrachtet werden können, was zu einer besonders sensitiven Erkennung führt. Indem die Regleraktivität als Kriterium herangezogen wird, erhöht sind eine Genauigkeit der Verstopfungserkennung. Der Regler ist insbesondere computerbasiert gestaltet, beispielsweise als Teil einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung.

Als Kreiselpumpe wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine bezeichnet, die eine

Drehbewegung und dynamische Kräfte zur Förderung überwiegend von Flüssigkeiten als

Fluid nutzt. Bei der Kreiselpumpe wird neben einer tangentialen Beschleunigung der Flüs- sigkeit eine in radialer Strömung auftretende Fliehkraft zur Förderung genutzt, so dass sol- che Pumpen ebenso als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden. Bevorzugt lässt sich die

Kreiselpumpe für eine hydraulische Anlage eines Gebäudes oder sonstige Anwendungen verwenden, insbesondere als Schmutzwasserpumpe.

Im regulären Betrieb der Kreiselpumpe kann ein Gehäuse eines Motors der Kreiselpumpe oberhalb eines Pumpengehäuses angeordnet sein, in welchem das von dem Motor über eine Welle angetriebene Laufrad zum Fördern der Flüssigkeit und die Kreiselkammer vor- gesehen ist. Das Gehäuse des Motors kann mit dem Pumpengehäuse ortsfest verbunden und/oder einteilig gestaltet sein kann. Ebenso kann die Kreiselpumpe und der Motor je- weils eine eigene Welle aufweisen, wobei die Wellen über eine Kupplung miteinander verbindbar sind. Bevorzugt ragt die Welle an einer Antriebsseite aus dem Gehäuse des

Motors in das Pumpengehäuse hinein und/oder ist an der Antriebsseite des Laufrads orts- fest mit der Welle verbunden. Entsprechend ist die Ansaugöffnung für das zu fördernde

Fluid bevorzugt unten an dem Pumpengehäuse angeordnet. Bevorzugt ist das Gehäuse des

Motors und/oder das Pumpengehäuse aus Metall, insbesondere aus Gusseisen oder Edel- stahl, Keramik, und/oder Kunststoff gestaltet.

Das Fluid bzw. die Flüssigkeit umfasst bevorzugt Wasser oder ein sonstiges flüssiges Me- dium wie beispielsweise Abwasser. Das Fluid bzw. die Flüssigkeit kann Feststoffe wie beispielsweise Verschmutzungen, Verunreinigungen oder Müll jeglicher Art, insbesondere

Fäkalien, Sedimente, Dreck, Sand, oder auch kleinere Holz-, Gestrüpp-, Textilien- oder

Lappenteile oder dergleichen umfassen, die in dem Pumpengehäuse die Verstopfung be- wirken können. Insofern umfasst der Begriff Verstopfung auch eine Teilverstopfung, bei der sich beispielsweise das Laufrad zwar noch dreht, jedoch durch den Feststoff an einem

Normalbetrieb gehindert ist.

Die Erfindung trägt zur Erreichung des SDG 11 (Nachhaltige Städte und Gemeinden) der

Vereinten Nationen bei, indem sie die Effizienz und Zuverlässigkeit von Abwassersyste-

men verbessert. Durch das beschriebene Verfahren zur automatisierten Behebung von Ver- stopfungen in Kreiselpumpen wird deren Betriebszeit maximiert und Energieverbrauch minimiert. Dies fördert eine nachhaltige und effiziente Wasser- und Abwasserinfrastruktur, reduziert Wartungskosten und verringert die Umweltbelastung durch unnötige Stillstands- 5 zeiten und manuelle Eingriffe.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt: Prüfen, ob sich die Aktivität des Reglers vor und nach der Unterschreitung jeweils um mehr als 2.5, 5, 7.5, oder 20% unterscheidet. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung der Verstopfungser- 10 kennung an unterschiedliche Betriebsbedingungen sowie eine präzisere Erkennung der

Verstopfung, da eine signifikante Differenzierung von normalen Betriebsabweichungen gewährleistet wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfah- ren den Schritt: Prüfen, ob sich die Aktivität des Reglers jeweils wenigstens 0.1, 0.5, 1, 2, 5 oder 10 Sekunden vor und nach der Unterschreitung unterscheidet. Mit anderen Worten wird bevorzugt geprüft, ob eine mittlere Leistung vor und nach einem Ereignis unter- schiedlich ist oder eine Leistungsvarianz, insbesondere Schwankung, nach dem Ereignis erhöht ist, um die Verstopfung zu erkennen. Der Schwellwert liegt beispielsweise 5, 10, 15 oder 20% unter der regulären Aktivität des Reglers, also im regulären Betrieb. Durch diese

Maßnahmen kann eine zeitlich robuste Erkennung von Verstopfungen sichergestellt wer- den. Ferner kann sichergestellt werden, dass temporäre, unkritische Schwankungen nicht fälschlicherweise als Verstopfung erkannt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Aktivität des

Reglers insbesondere ferner durch eine Steigung eines zeitlichen Verlaufs, insbesondere einer Ableitung, des Motorstroms und/oder des Drehmoments bestimmt ist. Die Reglerak- tivität wird also aus der Ableitung der Stellgröße bestimmt. Dies ermöglicht eine genauere

Erkennung von Veränderungen im Betriebsverhalten des Motors, da durch eine dynami- sche Betrachtungsweise eine Veränderung des Betriebsverhaltens eine genauere Identifika- tion von Abweichungen möglich wird.

Die Multiplikation der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors und dem hoch- passgefilterten Drehmoment und/oder Motorstrom ermöglicht eine robustere Erfassung von Veränderungen der Regleraktivität. Durch die Multiplikation wird ein Signal erhalten, dass die Regleraktivität repräsentiert und welches gleichzeitig Führungs- und Störverhalten unterscheiden kann. Dies ermöglicht eine zuverlässige Signalanalyse, indem störende

Gleichanteile herausgefiltert werden.

Bei einem Sollwertsprung ist es insbesondere so, dass zunächst das Drehmoment erhöht wird und sich dann auch die Drehzahl erhöht. Beide Änderungen sind positiv und eine

Multiplikation der hochpassgefilterten Signale ergibt damit ebenfalls einen positiven Wert.

Wird die Drehzahl reduziert, muss insbesondere zunächst das Drehmoment reduziert wer- den und die Drehzahl sinkt ebenfalls. Sind beide Änderungen negativ, ist ein Produkt bzw. die Multiplikation der Signale positiv. Im Falle einer Erhöhung des Lastmoments wird bevorzugt zunächst die Drehzahl absinken, so dass der Regler mit einer Erhöhung des

Drehmomentes reagiert. In diesem Fall sind die Änderungen der Drehzahl und des Dreh- momentes gegenläufig und das Produkt ist negativ.

Genau umgekehrt verhält es sich, wenn das Lastmoment sinkt. Die Drehzahl erhöht sich und der Regler reagiert insbesondere mit einer Verringerung des Lastmoments. Wieder ist das Produkt der Änderungen, das heißt der hochpassgefilterten Signale, negativ. Zusam- menfassend ist die Regleraktivität insbesondere positiv, wenn der Sollwert sich ändert und negativ, wenn eine Störung bzw. Verstopfung auftritt.

Bei der oben geschilderten Aufgabe ist insbesondere nur das Störverhalten von Interesse, da der Eintritt eines Objektes bzw. Fremdkörpers in das Pumpengehäuse als eine Störung des Betriebs der Kreiselpumpe mit einem homogenen Medium bzw. Verstopfung verstan- den wird. Die Berechnung der Regleraktivität durch Hochpassfilterung und Multiplikation von Stell- und Regelgröße hat neben einer Definition eines ungestörten das heißt regulären

Zustands und einer Trennung von Führungs- und Störantwort den Vorteil, dass über eine

Wahl einer Filterzeitkonstante und/oder Eckfrequenz des Hochpasses ein zeitliches Verhal- ten der Regleraktivität gut eingestellt werden kann. Wenn nun die Filterzeitkonstante ähn- lich der Störunterdrückung des Reglers gewählt wird, können einzelne Ereignisse aufgelöst werden und insbesondere die Verstopfung erkannt werden.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist das Verfahren die Schritte auf: nach und/oder während des Durchführens der Reinigungssequenz, Prüfen, ob eine von dem Elektromotor in einer Anlaufphase aufgenommene, durch Integration einer elektrischen Leistungsaufnahme bestimmte Startenergie des Elektromotors einen Star- tenergieschwellwert überschreitet, und bejahendenfalls, erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungssequenz und insbesondere andernfalls Antreiben der Kreiselpumpe.

In anderen Worten umfasst die Weiterbildung des Verfahrens zunächst die Reinigungsse- quenz, um die Verstopfung insbesondere nach einem Erkennen derselben zu beseitigen.

Die Reinigungssequenz kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein und besteht beispiels- weise aus einem definierten Ablauf von Vor- und Rückwärtsbewegungen des durch den

Elektromotor angetrieben Laufrads der Kreiselpumpe. Nach und/oder während dieser Rei- nigungssequenz wird überprüft, ob die vom Elektromotor während der Anlaufphase aufge- nommene Startenergie, welche durch Integration der elektrischen Leistungsaufnahme be- stimmt wird, einen Schwellwert überschreitet. Sollte dies der Fall sein, wird die Reini- gungssequenz erneut oder eine bereits laufende Reinigungssequenz weiter durchgeführt.

Wesentlicher Aspekt ist insofern, dass zum Überprüfen, ob die Reinigungssequenz Erfolg hatte, also beispielsweise ein die Kreiselpumpe verstopfender Fremdkörper aus der Krei- selpumpe entfernt werden konnte, die während der Anlaufphase von dem Elektromotor der

Kreiselpumpe aufgenommene Startenergie durch Integration der elektrischen Leistungs- aufnahme des Elektromotors, also einer Motoreingangsleistung des Elektromotors, be- stimmt und hinsichtlich des Schwellwertes ausgewertet wird. Der Begriff nach und/oder während des Durchführens der Reinigungssequenz bedeutet, dass das Prüfen beispielswei- se dann erfolgt, wenn die Reinigungssequenz zu einem Viertel, zur Hälfe oder zu Dreivier- tel beendet ist, wobei auch kleinere Einheiten denkbar sind. Bevorzugt erfolgt das Prüfen kontinuierlich während der Reinigungssequenz. Der Startenergieschwellwert liegt bevor- zugt in einem Bereich zwischen 10 bis 10.000 Ws, bevorzugt in dem Bereich 100 bis 10.000 Ws, besonders bevorzugt in dem Bereich 500 bis 5.000 Ws. Der Startenergie- schwellwert ist bevorzugt abhängig von der Kreiselpumpe, ist bei kleineren Kreiselpumpen tiefer und bei größeren Kreiselpumpen höher.

Die Verwendung der Motoreingangsleistung zur indirekten Bewertung eines Lastmoments während der Reinigungssequenz ist vorteilhaft, da die Motoreingangsleistung aufgrund von in der Kreiselpumpe ohnehin regelmäßig vorhandenen Strom- und Spannungssensoren auf einfache Weise ermittelt werden kann oder sogar bereits aufgrund anderweitiger Verwen- dung bei einer Regelung oder Steuerung der Kreiselpumpe vorliegt. Die Motoreingangs- leistung ist proportional zum Produkt aus Drehmoment und Drehzahl:

Patotor, shaft = MMotor, shaft ©

In dieser Gleichung ist Patotor, shaft die mechanische Leistung an einer Motorwelle der Krei- selpumpe, Motor, shaft ein Wellenmoment und © die Drehfrequenz bzw. die mit 2x multipli- zierte Drehzahl. Die Motoreingangsleistung Potor,in ist größer als die Motorwellenleistung

PMotor, shaft, da Verluste Pross im Elektromotor und Frequenzumrichter der Kreiselpumpe auftreten, insbesondere Eisen, und Kupferverluste. Insofern gilt:

PMotor,in = PMotor, shaft + Poss

Kernaspekt der Weiterbildung ist somit, nach und/oder während des Durchführens der

Reinigungssequenz eine dem Lastmoment Mroaa entsprechende energetische Größe Wroad aus der Integration der Motoreingangsleistung während der Anlaufphase für eine Lastmo- mentbewertung heranzuziehen. Diese energetische Größe Wroaa braucht allerdings nicht bestimmt zu werden. Da die energetische Größe Wroaa Teil der Startenergie ist, genügt de- ren Bestimmung. Derart lässt sich in einfacher und verlässlicher Weise erkennen, ob die

Reinigungssequenz erfolgsreich war oder erneut oder weiterhin durchzuführen ist.

Mit anderen Worten beinhaltet die Startenergie eine Erhöhung einer kinetischen Energie vom Stillstand bis zu einer Auswertedrehzahl und Verluste, wie beispielsweise Reibung, elektrische Verluste etc. Da insbesondere letztere Werte oftmals nicht bekannt sind und sich drehrichtungsabhängig unterscheiden können, werden bevorzugt Referenzwerte durch

Versuche in einem sauberen Zustand der Kreiselpumpe festgelegt. Überschreitet die Star- tenergie bei einem Neustart der Kreiselpumpe, insbesondere während der Reinigungsse-

quenz, beispielsweise nach einem Stoppen des Elektromotors bzw. des Laufrads während einer Drehrichtungsumkehr, den Referenzwert für eine jeweilige Richtung, kann auf einen

Fremdkörper im Pumpenraum, also insbesondere auf eine Teilverstopfung oder Verstop- fung, geschlossen werden. Wenn nach dem Durchführen der Reinigungssequenz, bei- spielsweise Vor- und Rückwärtsbewegungen des Laufrads, die Startenergie in insbesonde- re beiden Drehrichtungen des Laufrads und/oder des Elektromotors wieder unter dem Re- ferenzwert liegt, kann die Reinigungssequenz als erfolgreich betrachtet und beendet wer- den. Andernfalls kann eine weitere Reinigungssequenz gestartet werden.

Durch die vorgeschlagene Weiterbildung ist es möglich, einen Spülzyklus zum Entfernen der Verstopfung mit einer genau benötigten Anzahl Reinigungssequenzen zu fahren, ohne dass der Spülzyklus zu früh abgebrochen wird und auf der anderen Seite auch nicht unnö- tig lange durchgeführt geführt wird. Durch die beschriebenen Schritte kann die Verstop- fung effizient erkannt und beseitigt werden. Die Überprüfung der Startenergie während oder nach der Reinigungssequenz ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung eines Verstop- fungsgrades, wodurch das Verfahren adaptiv auf verschiedene Betriebsbedingungen rea- giert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt, dass anderen- falls oder wenn die Startenergie den Startenergieschwellwert nicht überschreitet, die Krei- selpumpe im regulären Betrieb angetrieben wird. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass die Verstopfung gelöst werden konnte, sodass die Kreiselpumpe in den regulären Betrieb übergehen kann, also der Elektromotor der Kreiselpumpe, wie für den regulären Betrieb vorgesehen, angetrieben werden kann. Dies ermöglicht eine effiziente Betriebsweise, da unnötige Reinigungssequenzen vermieden werden. Bevorzugt wird die Reinigungssequenz jedoch nur dann durchgeführt, wenn die Kreiselpumpe verstopft oder teilverstopft ist, bei- spielsweise aufgrund von Schwergängigkeit der Kreiselpumpe, insbesondere in Folge Alte- rung, Ablagerungen oder ähnlichen Verschleißerscheinungen. Durch diese Weiterbildung wird eine automatische Verstopfungserkennung ermöglicht, wodurch unnötige Reini- gungssequenzen vermieden werden.

Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung stellt der Startenergieschwellwert einen in einem Referenzzustand der Kreiselpumpe gewonnenen Referenzwert, insbesondere bei

Betreiben des Elektromotors in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, dar. Dies erlaubt eine an spezifischen Betriebsbedingungen angepasste Bewertung der Startenergie. Der Refe- renzwert kann vorteilhaft über eine Lebensdauer der Kreiselpumpe nachgeführt werden, beispielsweise durch einen Mittelwert eines über die letzten 10 als unverstopft bewerteten

Starts, um unnötige Reinigungszyklen nur aufgrund Alterung zu vermeiden.

Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Kreiselpumpe in der Anlauf- phase zunächst von der Drehzahl Null aus gesteuert hochläuft und anschließend in einen drehzahlgeregelten Betrieb übergeht. Die Anlaufphase kann zum Zeitpunkt T1 bei der Fre- quenz Null beginnen und mit Erreichen einer vorbestimmten Zielfrequenz zum Zeitpunkt

T2 enden. Eine Differenz T; - Tı bildet eine Beschleunigungszeit T. Bei der Anlaufphase handelt es sich insbesondere um einen rein frequenzgesteuerten Betrieb der Kreiselpumpe sogenannter Open Loop, das heißt die Drehzahl wird nicht in einem geschlossenen Regel- kreis geregelt, sogenannter Closed Loop.

Bevorzugt erfolgt vor der Anlaufphase eine magnetische Ausrichtung eines Rotors des

Elektromotors bezogen auf ein Statorfeld des Elektromotors derart, dass ein Rotorfeld des

Elektromotors und das Statorfeld in dieselbe Richtung zeigen. Dies hat den Vorteil, dass der Rotor in eine definierte, stabile Startposition gebracht wird, so dass der Rotor nicht in die falsche Richtung anläuft. Eine Ausrichtung des Rotors kann in an sich bekannterweise durch aufeinanderfolgendes Einprägen zweier Statorfeldvektoren erfolgen. Insgesamt stellt diese Ausgestaltung eine kontrollierte und optimierte Anlaufphase sicher.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Anlaufphase eine Beschleunigung der Kreiselpumpe mit einer definierten Beschleunigungsfunktion erfolgt, die identisch zu einer Beschleunigungsfunktion ist, die zuvor, insbesondere werks- seitig oder im kundenseitigen Betrieb, zur Gewinnung von Vergleichswerten für die Star- tenergie verwendet wurde. Dies ermöglicht eine verbesserte Vergleichbarkeit der Star- tenergie. In einer Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Beschleuni- gung stets, das heißt bei jedem Startvorgang, mit derselben Beschleunigungsfunktion er-

folgt, damit die Startenergien aller Startvorgänge der Kreiselpumpe miteinander verglichen werden können.

Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Beschleunigungsfunktion durch eine vorgegebene Beschleunigungszeit, einen vorgegebenen insbesondere konstan- ten Beschleunigungsverlauf und eine vorgegebene Stromamplitude definiert ist, wobei am

Ende der Beschleunigungszeit eine bestimmte Zieldrehzahl erreicht ist. Die Beschleuni- gungsfunktion in der Anlaufphase kann durch die vorgegebene Beschleunigungszeit T = T2 - Tı, einen vorgegebenen Drehzahlverlauf und eine vorgegebene Stromamplitude lor defi- niert sein. Ein Übergang in einen drehzahlgeregelten Betrieb erfolgt bevorzugt, wenn am

Ende der Beschleunigungszeit T die bestimmte Zieldrehzahl erreicht ist. Insofern kann die

Drehzahl nach der Anlaufphase in einem geschlossenen Regelkreis geregelt werden, bei- spielsweise mittels einer feldorientierten Regelung. Dies erlaubt eine präzise Steuerung der

Anlaufphase.

Die Motoreingangsleistung kann aus einer Messung von Strom und Spannung, vorzugs- weise ausgangsseitig an einem Frequenzumrichter der Kreiselpumpe erfolgen. Durch In- tegration der Motoreingangsleistung während eines Beschleunigungsvorgangs in der An- laufphase kann die Startenergie W bestimmt werden. Diese Startenergie W umfasst eine in die Kreiselpumpe eingebrachte kinetische Energie Win, Motorverluste Wiss und eine ener- getische Größe Wicaa, die repräsentativ für ein Höhe des Lastmoments Micad ist. Dies veran- schaulicht folgende Gleichung:

T2

W = | Pdt = Wein + Wioss + Wioad

T1

Wenn stets dieselbe Beschleunigungsfunktion verwendet wird, das heißt die Beschleuni- gung stets mit gleichen Parametern erfolgt, beispielsweise Stromamplitude, Beschleuni- gungszeit, insbesondere Rampenzeit, und Beschleunigungsverlauf, insbesondere Rampens- teilheit, kann in guter Näherung und unter Vernachlässigung von Temperaturabhängigkei- (I ten angenommen werden, dass im Leistungsintegral “T1 Pdt enthaltenen Größen der kine- tischen Energie Win sowie der Motorverluste Wioss immer gleich sind. Temperaturabhän- gigkeiten können beispielsweise durch Kompensation oder Vergleich eines Leistungsinteg-

rals während eines Parkens korrigiert werden. Da die Temperatur im Wesentlichen den

Motorwiderstand und damit Ri? beeinflusst, kann ein Ri? Integral während des Parkens bestimmt werden und Integralzeit und Stromamplituden korrigiert von der Startenergie abgezogen werden, so dass nur noch Eisenverluste und Wioaa übrig bleiben.

L2

Aus einer Anderung der Startenergie W, das heißt eines Werts des Leistungsintegrals “71

Pdt, kann somit auf eine Änderung der Größe Wioaa und damit auf eine Änderung des

Lastmoments Mioaa geschlossen werden. Mit anderen Worten ist anhand der Startenergie W erkennbar, ob sich im Betrieb der Kreiselpumpe im hydraulischen System etwas verändert, das heißt entweder bei der Kreiselpumpe selbst oder in dem System, in dem die Kreisel- pumpe das Fluid fördert. Dies Änderung wird durch die Änderung des Wioad -Wertes reprä- sentiert. Wie bereits angesprochen, bedarf es keiner numerischen Berechnung des Werts

Wioaa, da die erfolgte Veränderung seitens der Kreiselpumpe oder des hydraulischen Sys- tems anhand der Startenergie W erkennbar ist, also ob die Reinigungssequenz erfolgreich war und/oder die Verstopfung gelôst bzw. entfernt ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt: wenn sich der insbesondere hochpassgefilterte Motorstrom und/oder das insbesondere hochpassgefilterte

Drehmoment vor und nach der Unterschreitung nicht unterscheidet, Antreiben der Kreisel- pumpe. Der Begriff vor und nach meint insbesondere 1, 2, 5, 10, 20, 30, 60 oder 120 Se- kunden vor der Unterschreitung. Der Begriff nicht unterscheidet meint insbesondere nicht mehr um 20, 10, 5, 2 oder 0% unterscheiden. Diese Weiterbildung stellt sicher, dass nur dann eine Reinigungssequenz erfolgt, wenn eine tatsächliche Verstopfung vorliegt.

Grundsätzlich existieren zum Erkennen der Verstopfung verschiedene aus dem Stand der

Technik bekannte Möglichkeiten. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Erkennen der Verstopfung ein Prüfen umfasst, ob ein berechneter Variationskoef- fizient eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe einen zulässigen Variationskoeffizien- ten des Betriebsparameters überschreitet. Bevorzugt wird geprüft, ob ein Mittelwert eines

Leistungssignals in den letzten Anzahl Sekunden um einen Prozentsatz kleiner als ein Mit- telwert des Leistungssignals nach den nächsten Anzahl Sekunden ist. Dies erlaubt eine präzise Erkennung von Verstopfungen anhand der Variabilität der Betriebsparameter.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Reinigungssequenz ein insbesondere wiederholtes Betreiben des Elektromotors in Vorwärts- und Rückwärts- richtung einschließlich zwischenzeitlichem Stoppen des Elektromotors umfasst. Bevorzugt beginnt die Anlaufphase nach dem Stoppen des Elektromotors bei Beginn einer Bewegung des Elektromotors in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Nach einer noch weiter bevorzug- ten Ausgestaltung umfasst die Reinigungssequenz ein insbesondere wiederholtes Betreiben des Elektromotors in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung einschließlich zwischenzeitlichem

Stoppen des Elektromotors, und/oder umfasst die Reinigungssequenz zunächst ein Stoppen des Flektromotors, sodann ein Betreiben des Elektromotors in Rückwärtsrichtung für eine vorgegebene Spüldauer, und schließlich ein erneutes Stoppen des Elektromotors, falls sich das Drehmoment und/oder der Motorstrom vor der Unterschreitung und aktuell insbeson- dere um mehr als 2,5%, insbesondere 5 oder 10% unterscheiden, oder andernfalls Antrei- ben der Kreiselpumpe. Eine solche Ausgestaltung verbessert eine Wirksamkeit der Reini- gungssequenz, indem eine mechanische Lockerung der Verstopfung erreicht wird.

Die Reihenfolge von Verfahrensschritten, soweit nicht technisch in einer expliziten Rei- henfolge erforderlich, kann variiert werden kann. Bevorzugt ist die vorgenannte Reihen- folge der Verfahrensschritte vorgesehen.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst durch eine Kreiselpumpe mit einem Elekt- romotor zum Antreiben der Kreiselpumpe und einer Regelungs- und/oder Steuerungsein- richtung umfassend einen den Elektromotor regelnden Regler, wobei die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung zum Prüfen eingerichtet ist, ob eine

Aktivität des Reglers einen Schwellwert überschreitet und ob die Aktivität des Reglers vor und nach der Unterschreitung jeweils unter einem Schwellwert liegt und sich unterschei- det, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers durch eine Häufigkeit und/oder Stärke einer Änderung des Motorstroms und/des Drehmoments als Stellgröße des

Reglers bestimmt ist; und die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung bejahendenfalls zudem eingerichtet ist, eine Reinigungssequenz zum Beheben der Verstopfung durchzuführen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Kreiselpumpe als Abwasserpumpe ausge- staltet. Bevorzugt ist die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung computerbasiert, bei- spielweise als Mikrocontroller gestaltet.

Bevorzugte Weiterbildungen der Kreiselpumpe ergeben sich in Analogie zu dem zuvor beschriebenen Verfahren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen an- hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kreiselpumpe zum Ausführen des vorgeschla- genen Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung,

Fig.2 ein Ablaufdiagramm zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem oben eine Startenergie und unten eine Drehzahl während eines Betriebs der Kreiselpumpe in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zum Be- stimmen von Referenzwerten durch Versuche im sauberen Zustand aufgetragen sind,

Fig. 4 ein Diagramm, in dem oben die Startenergie und unten die Drehzahl während einer Reinigungssequenz aufgetragen sind,

Fig. 5 ein Diagramm, in dem oben eine Leistung über die Zeit und unten ein Variati- onskoeffizient über die Zeit aufgetragen ist und

Fig.6 zeigt ein exemplarisch ein Diagramm, bei dem von oben nach unten ein Motor- strom, die Drehzahl und eine Regleraktivität über die Zeit aufgetragen ist.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kreiselpumpe 1 zum Ausführen eines nach- folgend beschriebenen Verfahrens insbesondere zum Erkennen und zum nachfolgenden

Beheben bzw. Lösen der Verstopfung der Kreiselpumpe 1 gemäß einem bevorzugten Aus- führungsbeispiel der Erfindung.

Die als Abwasserpumpe gestaltete Kreiselpumpe 1 weist in herkömmlicher Weise ein

Pumpengehäuse 2 mit einer in der Figur an dem Pumpengehäuse 2 unten angeordneten ı5 Saugöffnung 3 als Einlass auf. In dem Pumpengehäuse 2 ist ein Rotor 4 vorgesehen, der sich in der Zeichnung vertikal erstreckt. Die Rotor 4 ist Teil eines Elektromotors 5, nur ansatzweise dargestellt, der entgegensetzt zu der Saugöffnung 3 angeordnet ist. Der Sau- göffnung 3 zugewandt ist ein Laufrad 6 vorgesehen, welches über den Rotor 4 des Elekt- romotors 5 angetrieben ist. Ferner weist die Kreiselpumpe 1 eine mikroprozessorbasierte

Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 7 bzw. einen Regler 7 auf, in Fig. 1 nur ange- deutet.

Schließlich weist die Kreiselpumpe 1 einen Sensor 8 zum Erfassen eines von dem Elekt- romotor 5 der Kreiselpumpe 1 aufgenommen Stroms und einer Spannung auf. Der Sensor 8 ist entsprechend als Strom- und/oder Spannungssensor ausgestaltet. Das nachfolgend beschriebene insbesondere computerimplementiertes Verfahren zum Erkennen und Behe- ben einer Verstopfung der Kreiselpumpe 1 wird durch einen nicht dargestellten Computer, insbesondere die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 7, durchgeführt.

Das Verfahren umfasst die in Fig. 2 schematisch dargestellten Schritte:

Prüfen, ob eine Aktivität des Reglers 7 einen Schwellwert unterschreitet und sich ein

Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors 5 vor und nach der Unterschreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers 7 durch ein

Produkt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors 5 und dem hochpassgefilter- ten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmoment des Elektromotors 5 bestimmt ist, 100, insbesondere bejahendenfalls, nach und/oder während eines Durchführens einer Rei- nigungssequenz zum Beheben der Verstopfung, Prüfen, ob eine von dem Elektromotor 5 während einer Anlaufphase aufgenommene, durch Integration einer elektrischen Leis- tungsaufnahme des Elektromotors 5 bestimmte Startenergie einen Startenergieschwellwert überschreitet, 200; und bejahendenfalls, erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungssequenz 300.

Das Verfahren ist insofern untergliederbar in zwei wesentliche Aspekte, nämlich in einem ersten Aspekt zunächst dem Erkennen, ob die Verstopfung vorliegt, und darauffolgendes

Durchführen der Reinigungssequenz zum Beheben der erkannten Verstopfung. In einem zweiten Aspekt beinhaltet das Verfahren nach und/oder während des Durchführens der

Reinigungssequenz das Prüfen, ob die Verstopfung behoben ist, und gegebenenfalls das erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungssequenz. Nachfolgend wird zu- nächst der zweite Aspekt und daran anschließend der erste Aspekt beschrieben.

Die bei der Verstopfung der Kreiselpumpe 1 ablaufende Reinigungssequenz umfasst ein wiederholtes Betreiben des Elektromotors 5 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ein- schließlich zwischenzeitlichem Stoppen des Elektromotors 5. Während eines Beschleuni- gungsvorgangs des Elektromotors 5 in der Anlaufphase vom gestoppten Elektromotor 5 in

Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wird eine Motorwelle und das damit verbundene Lauf- rad 6 der Kreiselpumpe 1 gemäß einer definierten Beschleunigungsfunktion beschleunigt.

In der Anlaufphase läuft die Kreiselpumpe 1 zunächst von der Drehzahl Null aus gesteuert hoch und geht anschließend in einen drehzahlgeregelten Betrieb über. In dieser Anlaufpha- se erfolgt eine Beschleunigung der Kreiselpumpe 1 mit einer definierten Beschleunigungs- funktion, die identisch zu einer Beschleunigungsfunktion ist, die zuvor zur Gewinnung von

Vergleichswerten für die Startenergie verwendet wurde. Die Beschleunigungsfunktion ist durch eine vorgegebene Beschleunigungszeit, einen vorgegebenen insbesondere konstan- ten Beschleunigungsverlauf und eine vorgegebene Stromamplitude definiert, wobei am

Ende der Beschleunigungszeit eine bestimmte Zieldrehzahl erreicht ist. Die Startenergie beinhaltet eine Erhöhung einer kinetischen Energie vom Stillstand bis zu einer Auswer- tedrehzahl und Verluste, wie beispielsweise Reibung, elektrische Verluste etc.

Da insbesondere letztere Werte oftmals nicht bekannt sind und sich drehrichtungsabhängig unterscheiden können, werden bevorzugt Referenzwerte durch Versuche in einem sauberen

Zustand der Kreiselpumpe 1 festgelegt. Im Diagramm der Fig. 3 sind exemplarisch oben die Startenergie und unten die Drehzahl während eines Betriebs der Kreiselpumpe 1 in

Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zum Bestimmen von Referenzwerten durch Versuche im sauberen Zustand aufgetragen.

Überschreitet die Startenergie bei einem Neustart der Kreiselpumpe 1, insbesondere wäh- rend der Reinigungssequenz, den Referenzwert für eine jeweilige Richtung, kann auf einen

Fremdkörper im Pumpenraum, also insbesondere auf eine Teilverstopfung oder Verstop- fung, geschlossen werden.

Konkret wird während dieser Anlaufphase mit der definierten Beschleunigungsfunktion mittels des Sensors 8 der von dem Elektromotor 5 aufgenommene Strom und die aufge- nommene Spannung erfasst, aus der eine Motoreingangsleistung, die elektrische Leis- tungsaufnahme des Elektromotors 5 während der Anlaufphase, erfasst. Strom und Span- nung werden vorzugsweise ausgangsseitig an einem Frequenzumrichter der Kreiselpumpe 1 gemessen. Durch Integration der Motoreingangsleistung während des Beschleunigungs- vorgangs in der Anlaufphase wird die Startenergie bestimmt.

Diese Startenergie W umfasst eine in die Kreiselpumpe eingebrachte kinetische Energie

Wrin Motorverluste Wioss und eine energetische Größe Wioaa, die repräsentativ für ein Höhe des Lastmoments Mioaa ist, wie durch die folgende Gleichung veranschaulicht:

T2

W = | Pdt = Wein + Wioss + Wioad

T1

Sodann wird mittels der Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 7 geprüft, ob die so bestimmte Startenergie W einen Startenergieschwellwert überschreitet, also ob die Kreisel- pumpe 1 verstopft ist. Das Prüfen erfolgt nach und/oder während des Durchführens der

Reinigungssequenz, also beispielsweise periodisch und/oder bei jedem erneuten Anlaufen des Elektromotors 5.

Ergibt das Prüfen, dass Startenergieschwellwert überschritten ist, also die Kreiselpumpe 1 weiterhin verstopft ist, erfolgt ein erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungs- sequenz. Anderenfalls, falls die Startenergie den Startenergieschwellwert nicht mehr über- schreitet, also die Verstopfung entfernt ist, erfolgt ein reguläres Antreiben des Elektromo- tors 5 der Kreiselpumpe 1 bzw. wird die Kreiselpumpe 1 wieder in einem Normalbetrieb betrieben.

Im Diagramm der Fig. 4 sind exemplarisch oben die Startenergie und unten die Drehzahl während eines Reinigungssequenz aufgetragen. Bei dem unten beschrieben Erkennen der

Verstopfung beginnt die Reinigungssequenz und endet, nachdem die Startenergie des

Elektromotors 5 den Startenergieschwellwert wieder unterschreitet.

Vorgelagert zum Durchführen der Reinigungssequenz erfolgt das Erkennen, ob überhaupt eine Verstopfung der Kreiselpumpe 1 vorliegt, wozu verschiedene Verfahren möglich sind.

In einer ersten Variante umfasst das Erkennen der Verstopfung ein Prüfen, ob ein berech- neter Variationskoeffizient eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe 1 einen zulässigen

Variationskoeffizient des Betriebsparameters überschreitet. Fig. 5 zeigt exemplarisch ein

Diagramm, bei dem oben die Leistung über die Zeit und unten der Variationskoeffizient über die Zeit aufgetragen ist.

In einer demgegenüber bevorzugten zweiten Variante wird der Elektromotor 5 mittels des

Reglers 7, der Teil der Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 7 ist, geregelt. Konkret wird in dieser zweiten Variante durch die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung 7 zum Erkennen der Verstopfung geprüft, ob die Aktivität des Reglers 7 den Schwellwert unterschreitet und sich der Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors 5 vor und nach der Unterschreitung unterscheidet, wobei die Aktivität des Reglers 7 durch das Pro-

dukt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors 5 und dem hochpassgefilterten

Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmoment des Elektromotors 5bestimmt ist, insbesondere um zwischen Führungs- und Störverhalten zu unterschieden.

Fig. 6 zeigt exemplarisch ein Diagramm, bei dem von oben nach unten der Motorstrom, die Drehzahl und die Regleraktivität über die Zeit aufgetragen ist. Erkennbar ist ein Störer- eignis, da die Regleraktivität im zeitlichen Verlauf abfällt. Da die Aktivität des Reglers 7 den Schwellwert unterschreitet, vorliegend ein negatives Vorzeichen hat, und sich die Ak- tivität des Reglers 7 vor und nach der Unterschreitung bzw. Störereignis Jeweils unter ei- nem Schwellwert liegt und sich unterscheidet, lässt sich auf ein störendes Objekt im Pum- pengehäuse schließen, das den Wirkungsgrad der Pumpe negativ beeinflusst. Insofern kann vorbeschriebene Reinigungssequenz eingeleitet werden.

Die Aktivität des Reglers 7 kann ferner durch eine Steigung eines zeitlichen Verlaufs, ins- besondere einer Ableitung, des Motorstroms und/oder des Drehmoments bestimmt sein.

Konkret wird die Aktivität des Reglers 7 durch Multiplikation der hochpassgefilterten

Drehzahl des Elektromotors 5 und dem hochpassgefilterten Drehmoment und/oder hoch- passgefilterten Motorstrom bestimmt. Die Aktivität des Reglers 7 vor und nach der Unter- schreitung hat sich dabei um mehr als 2.5, 5, 7.5, 10 oder 20% zu unterscheiden. Ferner wird die Aktivität des Reglers 7 wenigstens 0.1, 0.5, 1, 2, 5 oder 10 Sekunden vor und nach der Unterschreitung betrachtet.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der An- sprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in

Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, das für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Katego- rie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

Kreiselpumpe 1

Pumpengehäuse 2

Saugôffnung 3

Rotor 4

Elektromotor 5

Laufrad 6

Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung, Regler 7

Sensor 8

Prüfen, ob eine Aktivität des Reglers 7 einen Schwellwert unterschreitet und sich ein Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors 5 vor und nach der Un- terschreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers 7 durch ein Produkt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromo- tors 5 und dem hochpassgefilterten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten

Drehmoment des Elektromotors 5 bestimmt ist 100 nach und/oder während eines Durchführens einer Reinigungssequenz zum Behe- ben der Verstopfung, Prüfen, ob eine von dem Elektromotor 5 während einer An- laufphase aufgenommene, durch Integration einer elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors 5 bestimmte Startenergie einen Startenergieschwellwert über- schreitet 200 bejahendenfalls, erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungssequenz 300

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Erkennen und Beheben einer Verstopfung einer Kreiselpumpe (1) mit einem mittels eines Reglers (7) geregelten Elektromotors (5) zum Antreiben der Kreisel- pumpe (1), mit den Schritten: Prüfen, ob eine Aktivität des Reglers (7) einen Schwellwert unterschreitet und sich ein Motorstrom und/oder Drehmoment des Elektromotors (5) vor und nach der Unter- schreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reg- lers (7) durch ein Produkt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors (5) und dem hochpassgefilterten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmoment des Elektromotors (5) bestimmt ist (100); und bejahendenfalls Durchführen einer Reinigungssequenz zum Beheben der Verstop- fung.

   2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt: Prüfen, ob sich die Aktivität des Reglers (7) vor und nach der Unterschreitung jeweils um mehr als 2.5, 5,

   7.5, 10 oder 20% unterscheidet.

   3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: Prüfen, ob sich die Aktivität des Reglers (7) jeweils wenigstens 0.1, 0.5, 1, 2, 5 oder 10 Sekunden vor und nach der Unterschreitung unterscheidet.

   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivität des Reglers (7) insbesondere ferner durch eine Steigung eines zeitlichen Verlaufs, insbesondere einer Ableitung, des Motorstroms und/oder des Drehmoments bestimmt ist.

   5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwellwert Null ist.

   6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: nach und/oder während des Durchführens der Reinigungssequenz, Prüfen, ob eine von dem Elektromotor (5) in einer Anlaufphase aufgenommene, durch Integration einer elektrischen Leistungsaufnahme bestimmte Startenergie des Elektromotors (5) einen Startenergieschwellwert überschreitet (200), und bejahendenfalls, erneutes und/oder weiteres Durchführen der Reinigungssequenz (300) und insbesondere andernfalls Antreiben der Kreiselpumpe (1).

   7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Startenergieschwellwert einen in einem Referenzzustand der Kreiselpumpe (1) gewonnenen Referenzwert, insbe- sondere bei Betreiben des Elektromotors (5) in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, dar- stellt.

   8. Verfahren nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kreiselpumpe (1) in der Anlaufphase zunächst von der Drehzahl Null aus gesteuert hochläuft und an- schließend in einen drehzahlgeregelten Betrieb übergeht.

   9. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Anlaufphase eine Beschleunigung der Kreiselpumpe (1) mit einer definierten Beschleunigungsfunkti- on erfolgt, die identisch zu einer Beschleunigungsfunktion ist, die zuvor zur Gewinnung von Vergleichswerten für die Startenergie verwendet wurde.

   10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Beschleunigungsfunktion durch eine vorgegebene Beschleunigungszeit, einen vorgegebenen insbesondere konstan- ten Beschleunigungsverlauf und eine vorgegebene Stromamplitude definiert ist, wobei am Ende der Beschleunigungszeit eine bestimmte Zieldrehzahl erreicht ist.

   11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: wenn sich der insbesondere hochpassgefilterte Motorstrom und/oder das insbe- sondere hochpassgefilterte Drehmoment vor und nach der Unterschreitung nicht unter- scheidet, Antreiben der Kreiselpumpe (1).

   12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erkennen der Ver- stopfung ein Prüfen, ob ein berechneter Variationskoeffizient eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe (1) einen zulässigen Variationskoeffizient des Betriebsparameters überschreitet, umfasst.

   13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reinigungssequenz ein insbesondere wiederholtes Betreiben des Elektromotors (5) in Vorwärts- und Rück- wärtsrichtung einschließlich zwischenzeitlichem Stoppen des Elektromotors (5) umfasst, und/oder wobei die Reinigungssequenz zunächst ein Stoppen des Elektromotors (5), so- dann ein Betreiben des Elektromotors (5) in Rückwärtsrichtung für eine vorgegebene Spüldauer, und schließlich ein erneutes Stoppen des Elektromotors (5), falls sich das Drehmoment und/oder der Motorstrom vor der Unterschreitung und aktuell insbesondere um mehr als 2,5% unterscheiden, oder andernfalls Antreiben der Kreiselpumpe (1) um- fasst.

   14. Kreiselpumpe (1) mit einem Elektromotor zum Antreiben der Kreiselpumpe (1) und einer Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung (7) umfassend einen den Elektromotor regelnden Regler (7), wobei die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung (7) zum Prüfen eingerichtet ist, ob eine Aktivität des Reglers (7) einen Schwellwert unterschreitet und sich ein Motor- strom und/oder Drehmoment des Elektromotors (5) vor und nach der Unterschreitung unterscheidet, zum Erkennen der Verstopfung, wobei die Aktivität des Reglers (7) durch ein Produkt der hochpassgefilterten Drehzahl des Elektromotors (5) und dem hochpass- gefilterten Motorstrom und/oder hochpassgefilterten Drehmoment des Elektromotors (5) bestimmt ist; und die Regelungs- und/oder Steuerungseinrichtung (7) bejahendenfalls eingerichtet ist, eine Reinigungssequenz zum Beheben der Verstopfung durchzuführen.