变频器供电的电机的振荡分析和噪声分析的制作方法_3

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致电机1以一定的转速旋转,该转速线性地 取决于基频Π 。
[0067] 借助于相应的电流传感器10,在步骤S7中检测产生的对应一致的相应的、随时间 变化的电流变化曲线I (t)。所检测到的电流变化曲线I (t)能够例如输送到控制装置5。此 外,借助于相应的振荡传感器11,12检测所产生的对应一致的机械振荡变化曲线S (t)。能 够考虑例如将传感器11用作振荡传感器11,12,借助于该传感器直接检测电机1的机械元 件的振动。在这种情况下,检测到的机械振荡变化曲线S(t)是电机1的该元件的振荡。同 样地,能够考虑例如将麦克风12用作振荡传感器11,12。在这种情况下,检测到的机械振荡 变化曲线S(t)是电机1的声波辐射。能够实现的是,振荡传感器11,12仅存在其中之一。 然而同样地能够存在两种振荡传感器11,12。另外,除了电流变化曲线I (t)和振荡变化曲 线S (t)外,在可能的情况下也能够检测电压变化曲线U(t)。
[0068] 在步骤S8中-例如通过傅立叶转换-根据检测到的电流变化曲线I (t)测定对应 一致的相应的电流频谱I (f)。如果在步骤S7的范畴内也检测了电压变化曲线U(t),那么 就另外根据检测到的电压变化曲线U(t)也测定(实际的)电压频谱U(f)。然后在步骤S9 中-例如通过除法-,根据相应的电流频谱I (f)和相应的电压频谱U (f),在相应的基频Π 的预定的谐波振荡中的至少一个下测定电传递函数GE。如果例如根据图3中的示意图,电 压频谱U(f)除了基频Π 外还(特别地)包含第十个谐波振荡的分量,则能够为该频率、即 基频Π 的十一倍频率测定电传递函数GE。对于包含在电压频谱U(f)中的其它的谐波振 荡、例如第16或第22个谐波振荡来说,类似的处理方式也是可能的。
[0069] 根据图3,电流频谱I (f)中的谐波振荡与基波振荡共同作用,在电机1的气隙中分 别引起旋转的径向力波FRR和脉冲的径向力波FRP。这两个旋转力波FRR,FRP中的每一个 各自在频率为相应的谐波振荡的频率和基频之和时和在频率为二者之差时出现。如果在电 流频谱I (f)中包含第10个谐波振荡,则该谐波振荡与基波振荡相比具有相反的旋转方向。 在与基波振荡的叠加中,该谐波振荡例如在十倍基频Π 下引起旋转的径向力波FRR,并且 在十二倍基频Π 下引起脉冲的径向力波FRP。只要在电流频谱I (f)中包含第12个谐波振 荡,则该谐波振荡与基波振荡相比具有相同的旋转方向。在与基波振荡的叠加中,该谐波振 荡则例如在十四倍基频Π 下引起旋转的径向力波FRR,并且在十二倍基频Π 下引起脉冲的 径向力波FRP。
[0070] 对于数m的确定的值来说,两个谐波振荡中的每个谐波振荡均满足两个关系式F =(6m-l)fl和F= (6m+l)fl中的一个,或者通常满足两个关系式F= (2km+l)fl和F = (2km-l)fl中的一个,从上述事实中也能够清楚地看到为何两个谐波振荡不应都出现在电 压频谱U (f)中:如果情况如此,则在基频Π 的6m倍(一般的在2km倍)频率下导致的脉 冲的径向力波FRP是通过具有基频Π 的(6m-l)倍频率的谐波振荡引起的脉冲的径向力波 FRP与通过具有基频Π 的(6m+l)倍频率的谐波振荡引起的脉冲的径向力波FRP的叠加。 因此,产生的机械振荡S的频率不再能够明确地对应到确定的、激励的电流部件上。
[0071] 在步骤SlO中测定旋转的径向力波FRR和脉冲的径向力波FRP。径向力波FRR, FRP的测定对于专业技术人员来说是已知的。为了测定径向力波FRR,FRP,除了频率范围内 的电流分布、即电流频谱外,还需要了解电机1的结构情况。因此,在步骤SlO中,根据相应 的电流频谱I (f)进行径向力波FRR,FRP的测定。测定得出的径向力波FRR,FRP的总和对 应于电机1的气隙中的径向力谱线FRR(f),FRP (f)。正如已经提到的那样,径向力波FRR, FRP是造成电机1的受磁所限的机械振荡S的真正原因。
[0072] 在步骤Sll中,根据检测到的相应的机械的振荡变化曲线S(t)测定对应一致的 相应的振荡谱线S(f)。振荡谱线S(f)包含与径向力谱线FRR(f),FRP(f)相同的频率。因 此能够实现的是,在步骤S12中根据相应的径向力谱线FRR(f),FRP(f)和相应的振荡谱线 S (f)为基频Π 的至少一个谐波振荡测定机械传递函数GMP,GMR。在这里也能够再次通过 除法进行测定。
[0073] 正如已经提到的那样,基频fl与电机1的转速一致。由于电机1在供电网络3上 的接通,电机1的转速在实施步骤S6至S12的期间会增加。这将在步骤S13中后执行,其 中,基频Π 升高一个频率变化S f。能够实现的是,为了实现该目的而检测电机1的当前的 转速。然而,其它的处理方式也是可能的。因此,基频Π 逐渐增加,并且电机1的转速与此 对应一致地逐渐上升。
[0074] 在步骤S14中检查基频Π 是否达到了最终值fe。只要情况并非如此,则返回至步 骤S3。否则,则结束图2的处理方式。因此,在图2的处理方式的范畴内实施电机1从初始 转速到最终转速的启动。
[0075] 建立在上面的、结合图2说明的测定方法之上,能够例如进行对电机1的优化。例 如,能够另外确定电机1的确定的元件的尺寸,以便优化电机1本身的振荡或电机1的噪声 发射(通常是使其最小化)。可替换地或附加地,能够实现的是,建立在图2的测定方法的 基础上,在建立在该测定方法之上的、用于优化电机1的机械振荡S的优化方法的范畴内, 测定整流器4的优化了的驱控。这将在后面结合图5进行详细说明。
[0076] 根据图5中的示意图,首先在步骤S21中测定电机1的电传递函数和至少一个机 械传递函数GE,GMR,GMP。步骤S21对应于图2中的步骤Sl至S14的总和。
[0077] 在步骤S22中将基频Π 设置到最小值fmin上。在步骤S23中为基频Π 测定随 时间变化的电压变化曲线U (t)。步骤S23的测定在应用传递函数GE,GMP,GMR的情况下进 行。测定电压变化曲线U(t),以使得其一方面引起电机1的所期望的工作-例如以一定的 转速和一定的调节等级-并且另一方面根据预定的优化标准OK进行优化。该优化标准OK 能够根据需求来确定。通常这样测定,即至少对于确定的频率来说使电机1的机械振荡S 最小化。在步骤S24中将在步骤S23中测定的、经过优化的电压变化曲线U(t)(或者能够 表示其特征的值、例如接通时间点)储存在变频器2中。特别地,能够在控制装置5的存储 器13中进行储存。该储存在二维场中进行,其中,各个维度是与转速对应一致的频率和调 节等级。
[0078] 在步骤S25中将基频Π 提高一个频率变化δ f。步骤S25的频率变化δ f能够与 步骤Sll的频率变化δ f对应一致。然而原则上,其能够与此独立地来确定。然后,在步骤 S26中检查基频Π 是否达到了最大频率fmax。只要情况并非如此,则返回至步骤S23。否 贝1J,就结束图5的处理方式。
[0079] 优化方法由装置自动实施。能够实现的是,测定方法的参数和装置的优化标准OK 是固定地预定好的。可替换地,根据图1中的示意图能够实现的是,从外部预定装置的优化 标准OK和/或测定方法的参数。测定方法的参数能够例如是基频Π 的初始值fa和最终 值fe、谐波振荡的数据和其分量ai。在优化标准OK的范畴内,能够例如详细说明确定的频 率或频率范围,振荡S的优化应当在该频率范围内进行。
[0080] 能够实现的是,实施测定方法的和优选地也实施优化方法的装置是专门用于整流 器4的控制装置,其仅用于实现该目的。然而优选地,该装置是变频器2的控制装置5,在整 流器4的正常驱控的范畴内也应用该控制装置。
[0081] 能够实现的是,控制装置5仅能实施正常工作模式和根据本发明的测定方法。在 这种情况下,控制装置5使变频器2可替换地在测定模式下或在正常模式下工作。在这种情 况下,控制装置5根据图6在步骤S31中检查其是否应当实施正常模式或测定模式。例如, 控制装置5能够在步骤S31中检查是否由(未示出的)操作者为其预定相应的模式。在这 种情况下,控制装置5也能够自动地识别其是否应当实施正常模式或测定模式。
[0082] 根据步骤S31的检查结果,控制装置5转至步骤S32或转至步骤S33和S34。步 骤S32对应测定模式。控制装置5在步骤S32中实施根据本发明的、在上面结合图2进行 说明的测定方法。步骤S33和S34对应正常模式。在步骤S33中,控制装置5-例如根据由 上级装置为控制装置5预定的控制命令-测定电机1工作时应当所处的转速,并且因此测 定基频Π 。此外,控制装置5在步骤S33的范畴内测定调节等级G。在步骤S34中,控制装 置5为对应一致的基频Π 和调节等级G选择所属的、经过优化的电压变化曲线U(t),并且 从存储器13中读取该电压变化曲线U(t)。控制装置5在步骤S34中将该读取出来的电压 变化曲线U(t)用于驱控整流器4。
[0083] 然而优选地,变频器2的控制装置5也能够实施根据本发明的优化方法。
[0084] 在这种情况下,控制装置5根据图7使变频器2可替换地在优化模式下或在正常 模式下工作。在优化模式下,控制装置5实施优化方法(正如在上面说明的那样)。在这种 情况下,控制装置5在优化模式的范畴内实施测定方法。
[0085] 根据图7,控制装
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