Reglerentwurf für temperaturabhängige Regelung einer Pumpe

[ulti (Gast)]

Guten Tag!

Vorab: Mir ist bewusst, dass es sich nicht um das ideale Forum für meine 
Frage handelt, allerdings habe ich hier schon viele nützliche Hinweise 
zu diesem Thema erhalten.

Ich fange einfach mal an:
Im Rahmen eines Projektes muss ich mich um die Kühlung eines 
Elektromotors bzw. dessen Leistungselektronik kümmern. Bei der Kühlung 
handelt es sich um eine Wasserkühlung. Mit Hilfe einer Wasserpumpe wird 
der Durchfluss und damit die Kühlleistung gesteuert. Auf den genauen 
Aufbau will ich hier gar nicht weiter eingehen.
Temperaturen auslesen und Ansteuerung sind nicht das Problem, sondern 
die Entwicklung einer geeigneten Regelstrategie.

Mein erster Gedanke, und das funktioniert auch soweit, war, einfach bei 
bestimmten gemessenen Temperaturen die Drehzahl der Pumpe entsprechend 
zu stellen.
Habe da zunächst einfach nach einem linearen Schema gearbeitet.

Bsp.: bis T=40°C pumpe auf geringster stufe - bis 70°C in kleinen 
schritten drehzahl erhöhen - ab 70°C 100% drehzahl

Nun stellt diese Art der "Regelung" nicht unbedingt das non plus ultra 
dar.

Im Hinblick auf einen Regler kommen mir da einige Fragen:

1. Wie bzw. unter welchen Bedingungen analysiere ich die Regelstrecke?
Muss ja eigentlich die Sprungantwort anschauen, da der Motor allerdings 
ein Fahrzeug antreibt, ist es nicht möglich dauerhaft die 100% Leistung 
abzurufen. Außerdem spielen während der Fahrt viele weitere Faktoren mit 
ein. Unter meinen Testbedingungen dauert das Aufwärmen von 25°C auf 80°C 
etwa eine halbe Stunde.
Die Temperatur steigt dabei über die Zeit annähern linear an.

Wenn ich mit den aufgenommenen Werten die Einstellregeln für Regler 
befolge, komme ich auch auf relativ plausible Werte..

Geregelt werden soll im Prinzip um einen Sollwert von etwa 60°C. Schnell 
muss der Regler definitiv nicht sein. Sollte man da einfach mal mit 
Werten experimentieren?

2. Muss ich die Wasserpumpe dabei zur Kühlung einschalten oder 
ausgeschaltet lassen?
Bei eingeschalteter Pumpe sind nach einer halben Stunde etwa 60°C 
erreicht.
Eigentlich fängt ja da erst der "interessante" Bereich an.


Vielen Dank und liebe Grüße
ulti

[Bastian W. (jackfrost)]

Hi,

was erhoffst du dir von den 60 °C ?

Kannst du die Stromaufnahme des Motors messen, wenn ja kannst du das als 
Störgröße mit verrechnen , so das er z.B. bei 50 % Last weniger 
Stellgrad ausgibt.

Wenn du ein paar Daten hast kannst du das mit Winfact Boris 8 als Demo 
simulieren. Und deine Strecke so bauen das sie zu den Werten passt. Oder 
einfach empirisch die Werte des Reglers ermitteln.

Du kannst ja mal nen PI Regler nutzten und du multiplizierst den 
Stellgrad mit der Auslastung des Motors.

Gruß JackFrost