Patent DE-102017223418-B4 (DE)
Title: Modellbasiertes Verfahren und System zur Zustandsüberwachung eines Gleitlagers, insbesondere für Windkraftanlagen
Inventor: WOLF DANIEL
IPC: F03D80/70
Filed: 2017-12-20
Granted: 2023-05-25
Abstract: Verfahren zur Zustandsüberwachung eines mit Schmieröl betriebenen Gleitlagers (1) für ein rotierendes Bauteil, bei welchem mit mindestens einem Sensor (2) eine lagercharakteristische physikalische Größe gemessen wird, welche einer Steuereinheit (ECU) zur Zustandsüberwachung zugeführt wird, umfassend die folgenden Schritte:
 - durch die Steuereinheit (ECU) wird aus mindestens einem physikalischen Gleitlagermodell (N-V-F), dem als Eingangsgrößen (u: n, M, T_Sumpf;) zumindest die Drehzahl (n) sowie das Drehmoment (M) zugeführt werden, zumindest eine Zustandsgröße (s; T; p) des Gleitlagers (1) und/oder des Schmieröls als Ausgangsgröße (y) bestimmt;
 - mit mindestens einem Sensor (2) werden Messwerte ermittelt und Ausgangsgrößen (y) mit Messwerten abgeglichen, wobei der Ausgangsvektor Zustandsgrößen (s; T; p) enthält;
 - aus einem Vergleich des gemessenen Wertes der Zustandsgröße (s; T; p) mit dem modellbasiert als Ausgangsgröße (y) berechneten Wert der Zustandsgröße (s; T; p) sind nicht messbare oder nicht gemessene Zustandsgrößen des Gleitlagers für die Zustands- und Funktionsüberwachung sowie Dokumentation und anschließenden Interpretation verfügbar,
 wobei durch das Gleitlagermodell (N-V-F) ein ideales Modell (N) für den Nominalfall mit einem gleichartig aufgebauten variablen Modell (V) in Bezug gesetzt wird, welches auf das reale Betriebsverhalten des Gleitlagers (1) angepasst wird,
 dadurch gekennzeichnet, dass das ideale Modell (N) für den Nominalfall mit dem variablen Modell (V) und/oder einem Fehler-Modell (F) in Bezug gesetzt wird, um die Residuen als Differenz zweier miteinander verglichener Modelle (N/V; N/F) zu bestimmen,
 wobei das Residuum für Messgrößensysteme mit folgender Formel beschreibbar ist:
             ∫       t   0           t   0     +     T   ψ             Θ   N       (   ξ   )           d   ξ   ,         
 wobei Θ eine mathematische Funktion ist, welche die Differenz von Ausgangs- und/oder Zustandsgrößen zwischen Modell und Realität (Index N: Nominales Modell ggü. Realität, F: Fehlermodell ggü. Realität) oder unterschiedlichen Modellen verarbeitet, und
 wobei für das Residuum des idealen Modells N in Bezug auf das Residuum des variablen Modells V gilt:
         Ψ   i     =                   ∫       t   0           t   0     +     T   ψ             Θ   N       (   ξ   )           d   ξ     ︷       Residuum aus Filter f     u   ¨     r Nominalfall                       ∫       t   0           t   0     +     T   ψ             Θ   V       (   ξ   )           d   ξ   +   ∈     ︸             Residuum aus Filter f     u   ¨     r variables   ,               der Realit     a   ¨     t nachgef     u   ¨     hrtem Modell                       und
 wobei für das Residuum des idealen Modells N in Bezug auf das Residuum des Fehler-Modells F gilt:
         Ψ   i     =                   ∫       t   0           t   0     +     T   ψ             Θ   N       (   ξ   )           d   ξ     ︷       Residuum aus Filter f     u   ¨     r Nominalfall                       ∫       t   0           t   0     +     T   ψ             Θ   F       (   ξ   )           d   ξ   +   ∈     ︸       Residuum aus Filter f     u   ¨     r Fehlerfall                 
 wobei Ψ das Verhältnis der Residuen bezeichnet,
 der Index i bezeichnet, welche Residuen ins Verhältnis gesetzt wurden, und
 ε bezeichnet einen infinitesimal kleinen Wert.