CN105703687B - 用于运行变频器的方法以及变频器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行变频器的方法以及变频器,该方法以开关频率(fS)来对该变频器的半导体开关(16)进行加载,用以给出经脉宽调制的电压信号或电流信号(22)。开关频率(fS)根据外部参数(58)进行选择。所述变频器具有半导体开关(16)。

Description

用于运行变频器的方法以及变频器
技术领域
本发明涉及一种用于运行具有半导体开关的变频器的方法以及一种具有半导体开关的变频器。
背景技术
变频器通常具有整流器侧、中间电路和逆变器侧。整流器侧与供电网电连接,供电网引导交变电压,例如三相的交变电压。在此,供电网引导交变电流,其中,交变电流不仅被理解为单相交变电流,也被理解为多相交变电流,例如三相的交变电流(三相交变电流),也就是所谓的交流电。向变频器供电的交变电压的频率是恒定的并且通常等于50Hz或60Hz。交变电压借助整流器来整流并且输入到中间电路中。在整流器侧受调节的情况下,中间电路通常具有恒定的电压,从而借助整流器将交变电压变换成直流电压。否则,中间电路的电压则与负载相关。
借助逆变器,将中间电路的直流电压又转变成交变电压,这导致了交变电流。以这种方式产生的交变电流的频率相当于借助变频器驱控的电机的频率。通常,借助变频器给出三相的交变电流,其中,借助其中每个相来加载电机的其中一个相。因此,各个相具有彼此基本上120°的偏移。
为了由直流电压产生交变电压,通常使用半导体开关,半导体开关大多以桥式电路的方式进行布置。如果给出三个相,半导体在此通常以B6电路的方式彼此电接触。为了由中间电路的近似恒定的电压产生交变电压,以如下方式来驱控半导体开关,即,将经脉宽调制的信号输入到各个相中。在此,频率(开关频率)与如下的时刻相对应,即,在这些时刻相应的半导体开关处于导电状态中,其中,驱控半导体开关至不导电状态的时刻与期望的交变电压有关。换而言之,将占空比调整成用于产生期望的交变电压。在有足够的借助变频器驱控的电机的电惯性和比较高的开关频率的情况下,所产生的交变电流足够平滑并且具有正弦形式。
由于对半导体开关的如下驱控,即,使这些半导体开关比较突然地从导电状态转移到不导电状态中,所以在切换过程中在这些半导体开关上存在有比较高的电压和比较大的通过电流,这导致损耗功率比较大。因此并且为了将半导体开关的热负荷保持得比较小,选择比较低的开关频率。这种类型的开关频率对于人耳来说是可感知到的,从而对于变频器和/或电机的操作人员来说比较难以接受较长时间的工作。而在开关频率比较低的情况下,容易在交变电流之中构成谐波,从而使电机的转速不恒定。
发明内容
本发明的任务在于,说明一种特别适当的用于运行具有半导体开关的变频器的方法以及一种特别适当的具有半导体开关的变频器,其中,尤其减小了声学上的负荷,以及有利地减小了开关损耗并且适宜地减少了谐波的构成。
根据本发明,在方法方面,该任务通过权利要求1的特征来解决,而在变频器方面,该任务通过权利要求11的特征来解决。有利的改进方案和设计方案是相应的从属权利要求的主题。
变频器具有至少一个半导体开关,并且尤其是多个,例如四个或六个半导体开关。这些半导体开关适宜地互连成桥式电路。变频器例如设计为2级变频器或3级变频器,也就是具有带两个或三个电位的直流电压侧,该直流电压侧借助半导体开关能分别向一个相引导,借助这些半导体开关适宜地驱控电机。如果半导体开关互连成桥式(B6)电路,变频器就尤其包括三个这种类型的相。半导体开关优选是功率半导体开关。
借助一个或多个半导体开关,生成输入到相应的相中的电压信号和/或电流信号。为此,以开关频率对一个或多个半导体开关进行加载,开关频率优选是恒定的,但至少基本上是恒定的,也就是几乎是恒定的。尤其地,电压信号或电流信号是经脉宽调制的。因此,借助半导体开关,给出了经脉宽调制的电压信号或电流信号。换而言之,借助开关频率来驱控一个或多个半导体开关,其中优选地,半导体开关处于导电状态或不导电状态的时刻来确定开关频率。相应的其余时刻,也就是半导体开关处于不导电状态或导电状态,借助占空比来调整,该占空比相应地根据所期望的电流信号或电压信号来选择。
开关频率根据外部参数来选择。换而言之,首先确定外部参数并且根据所获知的外部参数选择开关频率。因此,在外部参数与开关频率之间存在有函数关系。外部参数与变频器的构造以及运行无关,并且以合适的方式在变频器外部来获知。换而言之,外部参数与变频器本身的运行状态无关。在变频器输出功率期间,也就是在建立和完成变频器之后进行对开关频率的选择。以这种方式,使所产生的损耗功率以及变频器对环境的声学上的负荷由外部参数来确定,从而在对外部参数进行合适选择的情况下,根据外部参数相应地不仅可以实现减小对环境的负荷,而且可以实现减小损耗功率。
借助变频器,优选运行如同步或异步马达那样的电动马达。以合适的方式,变频器是工业设备的组成部分。尤其地,变频器具有700W与500kW之间的最大输出功率。适宜地,输出功率大于或等于1kW、5kW、10kW、50kW、100kW、或200kW。例如,输出功率小于或等于400kW、250kW、100kW、50kW、15kW或2kW。
适宜地,不间断地以外部参数来调整开关频率。换而言之,在开关频率与外部参数之间存在有函数关系,其中,为此使用的函数是连续的。以这种方式,一方面由于所进行的转换而避免了对变频器的组件的负荷,而另一方面给可能在场的人员所施加的声学上的印象令人满意。为此替选地,以不连续的阶的方式来调整开关频率。换而言之,限定出函数关系的函数不是连续的,而是具有阶跃位置。例如变频器具有两个、三个、四个、五个或六个不同的开关频率。以这种方式,简化了对半导体开关的驱控。尤其为了获知相应的占空比无需比较复杂的计算。
优选地,考虑尤其可在时间上改变的环境参数作为外部参数。环境参数例如是温度、气压或时间。以这种方式,即使当环境与最初的装配的时刻相比有所改变时,由变频器无意地发射的电磁波或声波也始终适配于环境。例如,形成了环境参数的时间上的平均值,并且考虑该平均值作为外部参数。例如使用平滑的平均值作为平均值,为了计算平滑的平均值考虑时间上最后的两个、三个、四个、五个、六个……十个、十五个、二十个、五十个、一百个所获知的环境参数。例如考虑多于或少于这些数量的环境参数。
以合适的方式,环境参数就它们的检测时刻方面例如同等地、指数地或线性地进行加权。优选地,在固定地预先给定的时刻检测环境参数,其中,以这种方式形成的时间间隔优选是恒定的。时间间隔尤其大于或等于1μs、2μs、5μs、10μs、15μs、100μs、1ms、2ms、5ms、10ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1s、2s、5s、10s。优选地,时间间隔小于或等于15s、10s、5s、1s、800ms、600ms、300ms、200ms、90ms、70ms、20ms、7ms、3ms、900μs、700μs、400μs、150μs、90μs、40μs、15μs、7μs或5μs。由于形成平均值而提供了滞后作用,从而一方面减小了变频器的结构元件的负荷以及与变频器电接触的装置的负荷,这些装置例如是电机或与变频器电连接的线路。另一方面,避免了在声学上的影响,该影响由于时间上波动的环境参数将引发一个特定的值,并且该影响会被可能的操作人员理解为故障。
适宜地,考虑借助变频器驱动的电机的转速作为环境参数。换而言之,外部参数是电机的转速或其转速的平均值,开关频率根据该外部参数来选择。例如,为此考虑电机的实际转速,从而开关频率比较准确地适配于电机的当前状态。以该方式,也可以实现基本上无延时的调整。
在对此的替选方案中考虑额定转速作为转速,按照该额定转速来选择开关频率。额定转速在此表示电机被调节到或被控制到的转速。换而言之,额定转速指的是外部预先给定的值,该值例如在如下的时刻之前的时间段就已知,自该时刻起进行至该额定转速的调节。换而言之,例如在调节到改变的额定转速值的起始之前5分钟就已经知道这个改变。因此可以实现的是,在将电机调节到或控制到额定转速的起始之前就已经计算出以改变的开关频率对半导体开关的合适的驱控,然而自额定转速的改变起才使用该改变的开关频率。例如,持续地进行对额定转速的改变。换而言之,额定转速的曲线是连续的。为此,合适地使用斜坡函数,用以调整额定转速。换而言之,借助线性函数,即斜坡函数使额定转速从第一水平起调整到第二水平。以该方式,如果要对电机加速或制动时,那么就不产生由于额定转速跃变式的改变而引起的烦扰的声学噪声。
优选地,在第一转速的情况下选择第一开关频率,而在第二转速的情况下选择第二开关频率,其中,第一转速小于第二转速,并且其中,第一开关频率大于第二开关频率。换而言之,在第一转速与第二转速相比要小的情况下,选择较大的开关频率。例如连续地进行调整。因此,电机的转速越小,开关频率选择得就越大。换而言之,开关频率与电机的转速成反比例。替选地,不连续地调整开关频率,其中,例如自位于第一转速与第二转速之间的界限转速起基本上突然地从第一开关频率向第二开关频率转换,或者从第二开关频率向第一开关频率转换。换而言之,在转速低于界限转速的情况下考虑第一开关频率用来驱控半导体开关,而在转速高于界限转速,也就是说电机旋转得快于界限转速时,考虑第二开关频率用来驱控半导体开关。
例如,第一开关频率大于或等于15kHz、18kHz、20kHz、25kHz、30kHz,并且适宜地小于或等于30kHz、25kHz或20kHz。以这种方式,在第一转速的情况下,只要电机以比较小的转速转动,那么人耳就无法感知到对半导体开关的切换。在该比较小的转速的情况下,不存在电机的满负荷,例如在启动和/或调整电机的情况下。在该情况下,借助电机产生的噪声负荷比较小,从而与减小的声学上的负荷相关联地使变频器不再对可能的人员造成负担。第二开关频率例如小于或等于15kHz、10kHz、8kHz或5kHz。第二开关频率例如大于2kHz、4kHz或7kHz。在此,对于操作人员来说能感知到对半导体开关的驱控,但是这由于提高了的电机转速而被遮蔽。此外,在提高了转速的情况下电机大多都被充分利用,并且考虑用以驱动例如工具或类似装置。在该情况下,出于安全的原因大多没有操作人员在变频器或电机的环境中。此外,在该情况下,由于开关频率减小而降低了所产生的损耗,这是因为为了调整第二转速而需要有比较高的通过电流经过半导体开关。相反地,在第一转速的情况下,仅需要比较小的通过电流,因此尽管提高了开关频率但是所产生的损耗仍比较小。
在替选方案中,考虑声波的振幅作为环境参数。换而言之,检验变频器的环境中声波的存在并且获知声波的振幅。换而言之,根据检测到的声波的振幅来获知开关频率,或按照振幅的时间上的平均值来获知。例如,在此持续监控具有特定频率的声波并获知其振幅。为此替选地,考虑具有最大振幅的那个声波。例如,为此接收声波频谱并且借助傅里叶变换获知具有最大振幅的声波。在另外的替选方案中,声波与特定的频率相对应,并且根据该声波的存在来实现对开关频率的选择,也就是说该声波的振幅是否等于零(0)或不等于。替选地,对特定的频谱的振幅进行求和,并且优选进行加权,其中,权重根据人耳的敏感度来进行。换而言之,考虑噪声级作为环境参数。例如,实现对具有在0.02kHz与20kHz之间的,也就是在人耳所感知到噪声的范围内的频率的声波的振幅。尤其借助麦克风或振动传感器来检测声波,其中,所检测到的信号例如借助滤波器,例如低通或高通滤波器进行滤波。替选地,声波是例如借助振动传感器检测到的振动信号或加速信号。换而言之,测量与声波相对应的特定的震动。因此,声波可以被理解为结构传音。
例如,在变频器内部例如借助装配在调节器电路板上的传感器来检测声波。对此替选地,在借助变频器驱动的电机内部检测声波,为此例如将振动传感器安置在电机内部。测量信号例如无线缆地或借助传感器线缆或传感器线路来传递,传感器线缆或传感器线路例如整合到给电机通电的线路中。
适宜地,在第一振幅的情况下选择第一开关频率,而在第二振幅的情况下选择第二开关频率,其中,第一振幅小于第二振幅,而第一开关频率大于第二开关频率。换而言之,开关频率与振幅相反,其中,例如连续地或以阶的方式实现调整。因此,在声学上的负荷比较高的情况下,由于第二振幅比较大而选择小的第二开关频率。由于噪声负载比较强,半导体开关的开关频率基本上无法由人耳感知到。因此,变频器以比较小的损耗来运行,这导致半导体开关的热负荷较小。
相反地,在比较安静的环境中,也就是如果声波具有比较小的第一振幅时,选择大的第一开关频率,其适宜地无法由人耳感觉到。例如,第一开关频率相当于在第一转速的情况下选择的开关频率,而第二开关频率相当于在第二转速的情况下选择的开关频率。因此概括地,在噪声级较大的情况下,变频器的由于借助开关频率对半导体开关进行加载而出现的换向噪声通过环境噪声来遮蔽,这提高了变频器的工作效率并且/或者降低了其冷却需求。相反地,在噪声级较小的情况下,由于第一开关频率提高而没有作为扰动地感知到的换向噪声借助变频器发射到环境中。例如,第一开关频率大于或等于15kHz、18kHz、20kHz、25kHz、30kHz,并且适宜地小于或等于30kHz、25kHz或20kHz。第二开关频率尤其是小于或等于15kHz、10kHz、8kHz或5kHz。第二开关频率例如大于2kHz、4kHz或7kHz。
例如,如果声波的振幅在第三振幅之上,就结束对半导体开关的加载。替选或与之组合地,如果检测到的声波具有在界限频率之上的频率,就结束对半导体开关加载以开关频率。替选或与之组合地,如果检测到的声波具有在第二界限频率之下的频率,就结束对半导体开关的加载。换而言之,如果检测到具有在预期范围之外的特定频率的声波,就不驱控半导体开关。当变频器或电机出现损坏,例如轴承损伤时,尤其存在有这种类型的声波或这种类型的振幅。
概括地,监控围绕变频器的声波频谱,并且监控关于存在特定的声波或监控关于超过振幅,也就是超过特定的音量界限值。只要存在该情况,就将此作为变频器的和/或电机受损的提示来考虑。该方面与根据外部参数来选择开关频率不相关,并且被认为是独立的发明。换而言之,就存在具有要么是大于第三振幅的振幅、要么是在第一界限频率之上的频率、要么是在第二界限频率之下的频率的特定的声波来说,将对变频器的和/或电机的环境的声学上的监控作为针对假设变频器或电机存在损坏或损伤的条件来考虑。
在例如由于功率需求比较高而使变频器负载提高的情况下,例如中断变频器的开关频率。换而言之,只要对变频器的功率需求超过特定的预定的功率需求,就结束根据外部参数地对开关频率的调整。尤其地,选择第二开关频率或小于第二开关频率的开关频率,用以驱控半导体开关。替选或与之组合地,在超过环境温度的情况下,结束开关频率与外部参数的匹配。换而言之,如果将转速和/或声波的振幅作为环境参数来考虑,在环境温度升高时就与该转速和/或声波的振幅无关地优选选择第二开关频率。
变频器具有如下半导体开关,该半导体开关加载以开关频率用来给出经脉宽调制的电压信号或电流信号。在此,开关频率根据外部参数来选择。半导体开关例如是IGBT、GTO、晶闸管、IGCT、MOSFET或其他的场效应晶体管。适宜地,变频器包括四个或六个这种类型的半导体开关,这些半导体开关尤其以桥式电路的方式彼此互连。借助变频器以合适的方式运行电机,尤其是电动马达。电动马达例如是内动子马达、外动子马达、直流马达、异步马达、无刷直流马达、磁阻马达或例如具有永磁体。为此替选地,电动马达是外部激励的同步马达。变频器例如是2级变频器、3级变频器或多级变频器或也被称为矩阵变频器的直通变频器(Direkt-Umrichter)。变频器优选是工业设备的组成部分。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中:
图1示意性地示出借助变频器运行的电机;
图2a示出具有第二开关频率的经脉宽调制的电压信号;
图2b示出具有第一开关频率的经脉宽调制的电压信号;
图3示意性地示出用于运行变频器的方法;
图4示出电机转速与变频器的开关频率之间的函数关系;
图5示出声波的频谱。
彼此相应的部分在所有附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出电机2,其借助变频器4来运行。电机2是三相的。换而言之,电机2借助三条线路6来通电,这些线路中的每一条都与变频器的桥式支路8电接触。借助彼此并联联接的桥式支路8,正极10与变频器4的负极12电接触,它们彼此间基本上具有恒定的1200V高的直流电压U。这借助中间电路电容器14来确保,中间电路电容器与各个桥式支路并联。其中每个桥式支路包括两个串联联接的分别以IGBT为形式的半导体开关16。在对此的替选方案中,与IGBT并联有续流二极管。在相应的桥式支路8的两个半导体开关之间实现与相应的线路6接触。
其中每个半导体开关16在信号技术上都与控制单元18联接,其中,相应的半导体开关16的门极与控制单元18电接触。此外,传感器20与控制单元18联接。联接例如可以无线缆地或借助尤其包括三条线路6的线缆来实现。换而言之,电机2仅借助单条的线缆与变频器4联接,其中,在此一方面借助线路6传递电压信号并且传递传感器信号。传感器20要么是麦克风要么是振动传感器。在另外的对此的替选方案中,借助传感器20监控电机2的实际转速。
在图2a中示出经脉宽调制的电压信号22的时间上的曲线,如果配属于线路6的桥式支路8的半导体开关16借助控制单元18以第二开关频率24来驱控,那么该电压信号借助其中一个线路6引导。在图1中示出的变频器4在此变化为3级变频器。换而言之,存在中间电位,通常为0V,线路6借助图1中未示出的另外的半导体开关16能向该中间电位引导。在每个借助第二开关频率24限定的时刻的起始时,两个半导体开关16中的一个处于导电状态中,而在时间段26之后又处于不导电状态中。换而言之,借助变频器4给出了经脉宽调制的电压信号22,该电压信号要么具有正极10的电势,要么具有负极12的电势,要么具有中间电位的电势。由于电机2的电惯性,在该示例中得到了基本上呈线性的电压曲线28。
在图2b中示出了如果半导体开关16以相当于第二开关频率24的两倍的第一开关频率30驱控时的电压曲线28。在此,时间段26同样也被缩短。由于借助相应的半导体开关16的切换过程有基本上两倍的数量,于是损耗功率基于基本上恒定的直流电压U而基本上增加一倍。在图2a和图2b中示出的电压信号22中,图1中示出的变频器4变化为3级变频器4。换而言之,存在中间电位,通常为0V,线路6借助图1中未示出的另外的半导体开关16能向该中间电位引导。只要使用图1中示出的变频器4,就替代所示出的三个电势地,使图2a和图2b中示出的电压信号22仅具有两个不同的电势,亦即要么是正极10的电势,要么是负极12的电势。
在本发明的另外的设计变型方案中,驱控半导体开关16,用以给出经脉宽调制的电流信号。换而言之,在图2a和图2b中示出的电压信号22相应于电流信号。为此,变频器4以合适的方式变化,然而依然包括半导体开关16。
图3中以时间上的流程图示出了用于运行变频器4的方法32。在第一工作步骤34中,检测变频器4的环境参数36。视传感器20的设计方案而定地,环境参数36是电机2的实际转速,或借助传感器20检测声波的频谱38,如图5中示例性地示出的那样。在这种情况下,环境参数36是声波40的唯一的振幅A或者是所有振幅A的总和,也就是噪声级。为此,消除在人耳的灵敏度附近的频谱38。在图5中示出第一频谱38a、第二频谱38b以及第三频谱38c。换而言之,将借助麦克风20或声音传感器20接收到的声音频谱进行傅里叶变换,并且给声波40的每个频率各配属振幅A。在替选的方案中,在各个频谱38a、38b、38c之内考虑具有最大振幅A的声波作为声波40。如果借助合适的传感器20接收到噪声级,就取消傅里叶变换,这加速了方法32。在另一实施方式中,考虑电机2的转速n作为环境参数36。在此,传感器20被用于检测转速n。
在第二工作步骤42中,平均值44形成环境参数36,其中,考虑平滑的平均值。在另外的替选方案中,考虑额定转速46作为环境参数36。在这种情况下,不发生第二工作步骤42和平均值的形成。然而,额定转速46相应地借助斜坡函数48来调整。换而言之,如图4中所示,在额定转速46在时间上发生改变时,借助线性函数来改变该额定转速,另外这还减小了电机2的机械负荷。
在第三工作步骤50中,将环境参数36或平均值44与界限值52进行比较。该界限值要么是第三振幅A3要么是界限频率fG。如果声波40或其平均值44具有大于界限频率fG的频率或大于第三振幅A3的振幅A,或转速n大于界限转速,就实施第四工作步骤54,在第四工作步骤中,结束对半导体开关16的加载。在此,全部的半导体开关16都处于不导电状态中并且因此结束对电机2的通电。如果不满足该条件,就实施第五工作步骤56,在第五工作步骤中,考虑平均值44或额定转速46作为外部参数58。按照外部参数58确定开关频率fS,借助该开关频率来驱控半导体开关16。在此,在第一振幅A1的情况下考虑第一开关频率30,而在相应的声波40的第二振幅A2的情况下考虑第二频率24。在此,第一振幅A1小于第二振幅A2。如果振幅A位于第一振幅A1与第二振幅A2之间,就考虑位于第一与第二频率30、24之间的频率作为开关频率fS。换而言之,开关频率fS与声波40的振幅A成反比例。
如果(如图4中所示那样)考虑额定转速46作为外部参数48,则在第一转速60的情况下考虑第一开关频率30作为开关频率fS,而在第二转速62的情况下考虑第二开关频率24作为开关频率fS,其中,第一转速小于第二转速。在此,例如开关频率fS借助阶64基本上突然地调整。在第六工作步骤66中,半导体开关16借助控制单元18以在第五工作步骤中获知的开关频率fS来驱控。紧接着,重新实施第一工作步骤34。
本发明并不局限于之前描述的实施例。更确切地说,本领域技术人员也可从中推导出本发明的其它变型方案,而不偏离本发明的主题。此外,所有与实施例相关联地描述的单个特征尤其也可以以不同的方式彼此组合,而不偏离本发明的主题。
附图标记列表
2 电机
4 变频器
6 线路
8 桥式支路
10 正极
12 负极
14 中间电路电容器
16 半导体开关
18 控制单元
20 传感器
22 电压信号
24 第二开关频率
26 时间段
28 电压曲线
30 第一开关频率
32 方法
34 第一工作步骤
36 环境参数
38 频谱
38a 第一频谱
38b 第二频谱
38c 第三频谱
40 声波
42 第二工作步骤
44 平均值
46 额定转速
48 斜坡函数
50 第三工作步骤
52 界限值
54 第四工作步骤
56 第五工作步骤
58 外部参数
60 第一转速
62 第二转速
64 阶
66 第六工作步骤
A 振幅
A1 第一振幅
A2 第二振幅
A3 第三振幅
U 直流电压
f 频率
fG 界限频率
fS 开关频率
n 转速

Claims (10)

1.一种用于运行变频器(4)的方法(32),以开关频率(fS)来对所述变频器的半导体开关(16)进行加载,用以给出电压信号或电流信号(22),其中,所述开关频率(fS)根据外部参数(58)进行选择,其中,考虑环境参数(36)的平均值(44)作为外部参数(58),考虑借助所述变频器(4)驱控的电机(2)的转速(n)作为环境参数(36),
在第一转速(60)的情况下选择第一开关频率(30),而在第二转速(62)的情况下选择第二开关频率(24),其中,所述第一转速(60)小于所述第二转速(62),而所述第一开关频率(30)大于所述第二开关频率(24)。
2.一种用于运行变频器(4)的方法(32),以开关频率(fS)来对所述变频器的半导体开关(16)进行加载,用以给出电压信号或电流信号(22),其中,所述开关频率(fS)根据外部参数(58)进行选择,其中,考虑环境参数(36)的平均值(44)作为外部参数(58),考虑声波(40)的振幅(A)作为环境参数(36),
在第一振幅(A1)的情况下选择第一开关频率(30),而在第二振幅(A2)的情况下选择第二开关频率(24),其中,所述第一振幅(A1)小于所述第二振幅(A2),而所述第一开关频率(30)大于所述第二开关频率(24)。
3.根据权利要求1或2所述的方法(32),其特征在于,连续地调整所述开关频率(fS)。
4.根据权利要求1所述的方法(32),其特征在于,考虑额定转速(46)。
5.根据权利要求2所述的方法(32),其特征在于,在借助所述变频器(4)驱动的电机(2)内部检测所述声波(40)。
6.根据权利要求2所述的方法(32),其特征在于,在所述声波(40)的振幅(A)在第三振幅(A3)之上时和/或在所述声波(40)的频率(f)在界限频率(fG)之上时,结束对半导体开关(16)的加载。
7.根据权利要求1或2所述的方法(32),其特征在于,所述电压信号或电流信号(22)是经脉宽调制的。
8.根据权利要求4所述的方法(32),其特征在于,所述额定转速借助斜坡函数(48)来调整。
9.根据权利要求2所述的方法(32),其特征在于,考虑噪声级、振动信号或加速信号作为环境参数(36)。
10.一种具有半导体开关(16)的变频器(4),所述变频器按照根据权利要求1至9中任一项所述的方法(32)来运行。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106330045A (zh) * 2016-10-25 2017-01-11 北京新能源汽车股份有限公司 永磁同步电机控制系统及永磁同步电机的控制方法
CN106452277A (zh) * 2016-12-15 2017-02-22 江西江特电气集团有限公司 一种变频器双vf曲线控制方法
CN110417333B (zh) * 2019-07-30 2021-02-09 南京航空航天大学 一种开关频率半基波周期分段随机空间矢量脉宽调制方法
DE102020103973A1 (de) * 2020-02-14 2021-08-19 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Pulswechselrichter mit variabler drehzahlabhängiger Schaltfrequenz
CN114389486B (zh) * 2021-04-16 2024-04-16 南京航空航天大学 一种用于混合励磁双凸极电机的换相误差补偿方法
DE102022203427A1 (de) * 2022-04-06 2023-10-12 BSH Hausgeräte GmbH Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters, Wechselrichter sowie Haushaltsgerät

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1248817A (zh) * 1998-09-21 2000-03-29 埃布姆工厂股份有限公司 控制交流马达转速的系统
CN101316078A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 通用汽车环球科技运作公司 用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统
DE102008025596A1 (de) * 2008-05-28 2010-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4264843B2 (ja) * 2007-03-30 2009-05-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US8288886B2 (en) * 2009-11-09 2012-10-16 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for avoiding electrical resonance in a vehicle having a shared high-voltage bus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1248817A (zh) * 1998-09-21 2000-03-29 埃布姆工厂股份有限公司 控制交流马达转速的系统
CN101316078A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 通用汽车环球科技运作公司 用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统
DE102008025596A1 (de) * 2008-05-28 2010-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung

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