用于减小电马达的噪声的方法技术

一种用于电马达的噪声减小的方法。本发明专利技术涉及一种用于减小通过变流器(2)馈电的马达(1)的噪声的方法。为了减小所形成的噪声而提出：改变马达(1)中的磁通量(Φ)，使得磁通量(Φ)的基本振动与磁通量(Φ)的谐波的乘积减小。此外提出：附加地或替选地，改变马达(1)处的电压(US)和/或脉冲频率(fp)和/或中间回路电压(UZK)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减小电马达的噪声的方法
本专利技术涉及一种用于减小通过变流器馈电的马达的噪声的方法。此外，本专利技术涉及一种用于减小通过变流器馈电的马达的这种噪声的调节设备以及一种具有这种调节设备、变流器和马达的驱动系统。
技术介绍
由马达放射的噪声的主要部分是电磁起源。在此，通过马达之内的磁通量的谐波在马达中产生径向力波，所述径向力波通过定子绕组和转子绕组的非正弦分布以及通过由于定子和转子开槽产生的气隙的波动产生。径向力波激励叠片组。其产生振动，所述振动作为固体声传递并且作为噪声经由周围环境传播。壳体用作为传递元件并且放大其固有频率范围中的所放射的噪声的水平。为了减小马达噪声通常尝试：或者改变或者优化马达的机械设计，或者通过调制方法最小化由变流器所引起的时间谐波，以及在马达的共振部位附近避免具有一定频率的由变流器所引起的时间谐波。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是，进一步减小由逆变器馈电的马达的马达噪声。所述目的通过用于减小通过变流器馈电的马达的噪声的方法来实现，其中根据马达处的负载力矩改变马达中的磁通量，使得磁通量的基本振动与磁通量的谐波的乘积减小。所述目的还通过一种用于借助于用于减小通过变流器馈电的马达的噪声的方法减小通过变流器馈电的马达的噪声的调节设备来实现，其中调节设备能够与变流器连接，使得能够传输马达的磁通量的理论值。所述目的还通过一种驱动系统实现，所述驱动系统包括这种调节设备、变流器和马达。本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中说明。本专利技术基于如下知识：在转速可变的驱动器中除了上面已经提出的径向力波之外形成其他的力波，其中所述驱动器由变流器馈电。引起噪声形成的径向力波通过磁通量的基本振动与其时间谐波的交互作用来引起。对于马达在变流器运行中的噪声形成决定性的是：磁通量的基本振动与磁通量的谐波的乘积。后者取决于如下参数，所述参数从变流器调制中得出，即例如调制类型(脉冲图案)、占空比和脉冲频率。为了理论上更精确地阐述变流器所引起的径向力波的形成，假设如下简化情况：为了产生磁通量在定子电压中存在基本振动和两个谐波。在该情况下，借助如下等式描述定子电压的空间矢量异步马达的气隙中的磁通量密度能够作为旋转向量示出。在假设定子电压的情况下，磁通量密度为其中，并且旋转向量在位置处到轴线上的投影提供沿着机器的气隙的磁感应分布气隙中的径向的拉应力(每面积单位的径向拉力)与磁通量的平方成比例在假设谐波的幅度比基本振动幅度小得多的情况下，该等式引起其借助于上述关联得出如下结果：该等式显示出存在具有频率ωh1-ω1，ωh2+ω1的两个脉冲分量和具有频率ωh1+ω1，ωh2-ω1的两个旋转分量。旋转分量的空间序列等于2p，其中p作为极对数。如在该等式中可见，通过减小谐波Bh1和Bh2的幅度或基础谐波B1的幅度，能够减小该分量的幅度。磁通量的基本振动的变化通过形成通量的电流的变化来产生。形成通量的流为无功电流。磁通量的基本振动也能够通过马达电压与马达频率的比来近似。马达中的磁通量的谐波变化能够通过变化的占空比来引起，所述占空比也称作为调制度。该变化的占空比能够选择为，使得该占空比引起马达的磁通量中的较小谐波。其示出：该效应能够用于：减小马达中的磁通量的谐波和固有频率的乘积，使得通过变流器馈电的马达的噪声降低。减小磁通量的谐波进而所形成的噪声的另一可行性在于：改变脉冲频率。因此能够通过马达中的磁通量的变化减小通过马达产生的噪声。因此，例如对于部分负载运行减小磁通的固有频率引起：磁通量的一个或多个谐波和基本振动的乘积占有较小的值，进而减小马达的噪声。至今为止，减小磁通的基本振动仅用于减小部分负载运行中的马达损失。相反于减小损失功率，除了降低通量之外，根据马达的和/或变流器的工作点提高磁通量和与之关联地提高占空比也能够引起噪声减小。于是当马达具有相应的设计余量使得铁在提高磁通量时不处于饱和时，提高通量尤其才是可行的。此外，为了减小噪声，当通量提高减小了马达电流时，提高脉冲频率。在此，作为变流器能够使用如下的变流器，所述变流器具有中间回路并且将输入电压首先在其再次变换成用于对马达馈电的交流电压之前变换成中间回路中的直流电压。同样地，直接变流器也适合于应用根据本专利技术的方法，其中不产生直流电压。根据本专利技术的方法能够针对所有类型的变流器馈电的马达执行，尤其针对异步机和同步机执行。在本专利技术的一个有利的设计方案中，马达中的磁通量根据马达处的负载力矩改变。对于该方法证实为尤其有利的是：当马达和/或变流器处于其最大的性能之下时，才能够执行改变磁通量。该状态也称作为部分负载运行。于是得出的自由度、即例如热储量于是能够用于减小噪声，该噪声减小并不必然地提高马达和/或变流器的总损失。当然，为了更小的噪声排放也能够容忍提高变流器和/或马达中的损失。在本专利技术的一个有利的设计方案中，从变流器的输出电流中确定负载力矩。因为已知变流器调节装置的马达的数学模型和变量，所以所述数学模型和变量也能够以简单的方式用于减小马达噪声。对此，通过变流器调节装置本身，进行借助于改变磁通减小马达噪声。因为对于变流器调节装置已知变流器输出电流的所需要的值，所以也能够以简单的方式执行通量变化。在此，有利地也能够对于调节考虑其他的变量，所述变量描述变流器的状态。替选地，也能够通过单独的调节设备预设通量的变化。于是，在变流器调节装置和单独的调节装置之间传输相应的值、即例如变流器输出电流和/或通量理论值。在本专利技术的一个有利的设计方案中，根据马达的转速借助于马达处的电流和/或电压改变磁通量。在此，转速能够借助于适当的测量设备、即例如马达的转速传感器来确定。同样可行的是：从变流器和变流器调节装置已知的变量、即例如输出电压或输出电流中能够推出马达的转速。这在简单的情况下能够从所述变量中的一个的频率中得出。该频率与在异步机的情况下通过滑差引起的马达转速不同。然而为了执行该方法指出：频率的值已经充分精确。替选地，从变流器调节装置的变量以及相应的马达模型中能够计算马达的转速。在已知负载特性的情况下，其中马达轴处的力矩基本上与转速相关，能够放弃确定马达的负载力矩。从转速信号中能够充分精确地确定负载关系进而也能够确定马达和/或变流器的运行状态，以便能够执行用于通量变化的相应的措施，而马达不在不允许的运行状态下、即例如过载或保护下运行。在本专利技术的一个有利的设计方案中，借助于特征曲线根据马达的转速确定负载力矩。特别的负载机器、例如泵或压缩机具有特定的特性，所述特性能够以特征曲线的形式说明。借助于该特征曲线和相应的马达或负载转速，能够精确地确定马达的负载力矩。从中能够确定马达的和/或变流器的运行状态，以便执行相应的通量变化，以减小噪声。在此，特征曲线能够离线地来确定并且存储在调节装置中。替选地或补充地，特征曲线也能够在马达运行期间确定并且必要时存储。在本专利技术的一个有利的设计方案中，改变变流器的脉冲频率。在部分负荷范围中，能够将变流器的剩余性能用于提高脉冲频率。该措施尽管在变流器中产生更多的损失功率。当然，该措施在变流器的剩余性能中，例如在部分负荷范围中或通过将变流器相应地设置得更大而能够用于提高脉冲频率。此外，也能够在全负荷运行中例如执行通量提高，只要马达由此不处于饱和中。与之相随的马达功率的下降能够用于提高脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小通过变流器(2)馈电的马达(1)的噪声的方法，其中，改变所述马达(1)中的磁通量(Φ)，使得减小所述磁通量(Φ)的基本振动与所述磁通量(Φ)的谐波的乘积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 DE 102015205691.01.一种用于减小通过变流器(2)馈电的马达(1)的噪声的方法，其中，改变所述马达(1)中的磁通量(Φ)，使得减小所述磁通量(Φ)的基本振动与所述磁通量(Φ)的谐波的乘积。2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述马达(1)处的负载力矩(M)改变所述马达(1)中的所述磁通量(Φ)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从所述变流器(2)的输出电流(21)中确定所述负载力矩(M)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据所述马达(1)的转速(n)，借助于所述马达(1)处的电压(US)和/或电流(is)改变所述马达(1)中的所述磁通量(Φ)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，借助于特征曲线根据所述马达(1)的转速(n)确定所述负载力矩(M)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，改变所述变流器(2)的脉冲频率(fp)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，改变所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·克伦施佩格，约安尼斯·楚马斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE