CN113746404A - 用于电动应用的驱动器以及用于维护和微调该驱动器的过程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动应用(诸如电动马达)的驱动器，该驱动器包括用于记录在驱动器处出现的噪声信号的至少一个麦克风，其中，麦克风能够连接到用于分析所记录的噪声信号的计算设备。所记录的噪声信号可以用于驱动器的维护过程和/或驱动器的驱动器控制方法的微调过程。本发明还涉及一种用于对应驱动器的维护过程，特别是预测性维护过程。此外，本发明涉及一种用于微调对应驱动器的驱动器控制方法的过程。

Description

用于电动应用的驱动器以及用于维护和微调该驱动器的过程

技术领域

本发明涉及一种用于电动应用(诸如电动马达)的驱动器，该驱动器包括用于记录在该驱动器处出现的噪声信号的至少一个麦克风，其中，该麦克风能够连接到用于通过将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较来分析所记录的噪声信号的计算设备。所记录的噪声信号可以用于驱动器的维护过程和/或驱动器的驱动器控制方法的微调过程。本发明还涉及一种维护过程，特别是对应驱动器的预测性维护过程。此外，本发明涉及一种用于对对应驱动器的驱动器控制方法进行微调的方法。

背景技术

驱动器用于控制例如电动应用(诸如电动马达)的移动。该驱动器可以适于转换电动电力供应，从而实现期望的行为，诸如电动机的期望的转速、期望的输出转矩或期望的位置等。为了实现这个目标，驱动器可以将例如交流供应电流转换为电流，这产生期望的马达行为。

驱动器可以包括许多部件并实现各种功能，这些功能单独地或彼此组合地允许电动应用(诸如上述电动马达)的期望的控制和/或电力供应。与任何设备一样，驱动器及其部件可能需要维护工作、调整和/或监测才能保持驱动器运行以及保持电动应用受驱动器控制。驱动器的维护工作、调整和/或监测可能由于下述而是复杂的：驱动器不容易访问、维护工作导致电动应用的不期望的停机、和/或监测工具代表大量附加的硬件和/或软件应用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是更好地监测驱动器，使得驱动器的维护工作和调整可以被促进和/或减少，或者可以更好地预先计划，相应地减少驱动器和由驱动器驱动的电动应用的停机时间。该目的通过根据权利要求1所述的驱动器以及根据权利要求8和9所述的维护和调整过程来实现。

根据本发明，提供了一种用于电动应用(诸如电动马达)的驱动器，所述驱动器包括用于记录在驱动器处出现的噪声信号的至少一个麦克风和/或压电传感器和/或波传感器，其中，麦克风能够连接到通过将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较来分析所记录的噪声信号的计算设备。所记录的噪声信号可以用于以下目的：诸如过程，例如驱动器的维护过程和/或驱动器的驱动器控制方法的微调过程。所记录的噪声信号也可以用于其他目的，诸如生产测试和/或驱动器的故障排除。

麦克风可以被选择为记录在驱动器处或驱动器附近出现的声学和/或振动噪声。术语“麦克风”可以被广义地理解，并且可以包括任何声学噪声拾取设备。噪声可能是由于例如驱动器的部件的振动引起的。替代性地或附加地，噪声可能是由声源产生的振动引起的，声源不是驱动器本身的部件。当前使用的术语“噪声信号”和“信号”显然也可以指单个噪声信号或不确定长度或大小的单个通用信号。

所记录的振动可以对应于驱动器的正常功能，但也可以指示驱动器、驱动器的各个部件或者甚至不直接与驱动器相关联而是仅以某种结构性方式、电动方式或其他方式连接到驱动器的部件的故障。例如，在正常条件下运行时，驱动器的液体冷却回路可能产生某种噪声。然而，在液体冷却回路发生故障的情况下，该噪声可能改变。这种噪声的改变可以被麦克风听到。因此，麦克风可以用于检测驱动器的故障，或者可以检测驱动器或其周围事物的未来故障的迹象。

为了识别驱动器的正确状态或在驱动器处出现的正确现象，诸如液体冷却回路发生故障或其他部件破损，可以将参考噪声信号存储在计算设备处。所存储的参考噪声信号可以对应于如上所述的故障或对应于驱动器相关的其他现象，这将在下面更详细地描述。因此，计算设备可以评估由麦克风记录的噪声信号，并将那些记录的信号与所存储的参考信号进行比较。因此，可以根据驱动器或其周围事物的所记录的噪声信号与所存储的参考噪声信号的比较来推断出与某种所存储的噪声信号相对应的现象。显然，所存储的参考噪声信号必须正确地归因于某种相关现象，以使计算设备正确地使所记录的噪声信号与相关现象相关联。

由于所记录的噪声信号可以指示在驱动器处出现的某些现象，所以可以将该噪声信号与和驱动器相关联的各种过程结合使用。例如，噪声信号可以用作驱动器或驱动器附近的设备的维护过程的输入数据。附加地或替代性地，噪声信号可以用作用于驱动器的驱动器控制方法的微调过程的输入数据。噪声信号可以是源自驱动器或驱动器以外的某种噪声源的信号。因此，本发明还可以与在驱动器本身以外的其他设备处出现的过程结合使用。

计算设备可以包括处理和/或分析所记录的噪声信号所需的任何部件和/或软件，特别是CPU、存储设备、电力供应和用于将计算设备连接到麦克风和/或其他计算设备的通信装置。依赖于连接到驱动器的实际电动应用，可以将不同的噪声信号和不同的对应现象限定为相关的并存储于计算设备中，以便与所记录的噪声信号进行比较。

在本发明的优选实施例中，驱动器包括前端或输入整流器、逆变器驱动器、控制器、频率转换器、逆变器、转换器和/或前端驱动器。驱动器可以包括所引用的应用和/或其他应用中的任何的组合。在一些实施例中，驱动器可以布置在壳体中，该壳体代表封闭的部件并且包括各种应用。驱动器可以包括用于向被驱动的和/或电动的应用提供电力的电力供应连接、用于将驱动器紧固在期望位置的紧固部分和/或用于将数据输入到电动应用中以及从电动应用中输出信息的输入/输出装置。

在本发明的另一优选实施例中，麦克风是声学或振动声学麦克风和/或压电传感器和/或波传感器。麦克风可以集成在驱动器或驱动器的计算设备的电路板上。麦克风在电路板上的集成代表了一种将麦克风设置在驱动器处的经济有效的方式。因此，麦克风可以设置在驱动器的壳体的内部。因此，由于驱动器可以被包含在壳体中，所以麦克风也可以被设置在所述壳体的内部。为了促进麦克风的功能，驱动器的壳体可以包括开口。源于驱动器外部的噪声可以由麦克风通过开口更好地记录。

替代性地或附加地，可以设置麦克风，该麦克风可以定位在驱动器的壳体的外部。具有外部麦克风的对应实施例可以促进对现有驱动器的改装，使得现有技术中已知的驱动器可以容易地转换为根据本发明的驱动器。然而，甚至内置麦克风也可以用于改装现有驱动器。在这种情况下，可以通过将驱动器的现有计算设备的部件替换为包括一个或多个集成麦克风的部件来升级不具有任何麦克风的驱动器，以与本发明相对应。所述集成的麦克风可以设置在例如计算设备的印刷电路上。

在本发明的另一优选实施例中，计算设备连接到一个麦克风。计算设备可以形成驱动器的组成部分。计算设备和麦克风之间的连接不仅可以是可选的，而且可以是永久性的。计算设备可以设置为与驱动器的其余部件在同一壳体内。替代性地或附加地，计算设备或计算设备的一部分可以设置为与驱动器的其余部分分开，特别是设置在驱动器的壳体的外部。这种布置可以促进对现有驱动器的改装，并且其还可以允许结合驱动器使用一些集中式计算设备。驱动器可以包括多于一个计算设备。驱动器可以与其计算设备中的至少一个间隔开。

在本发明的另一优选实施例中，计算设备连接到维护计算机。维护计算机可以定位在与驱动器分开的位置，特别是在与驱动器不同的地方，诸如驱动器的制造商或服务提供商的站点。驱动器(或者更确切地，驱动器所连接到的计算设备)可以通过互联网或某种其他形式的特别是长距离连接而连接到维护计算机。维护计算机可以连接到多个驱动器或驱动器的计算设备。维护计算机可以包括大量数据，这些数据代表了各种驱动器处出现的噪声信号。可以定期更新维护计算机处存储的数据，以包括发生在驱动器处出现的所有可能的噪声信号类型。维护计算机因此可以用作集中式维护工具，其允许集中的和/或远程的维护或监测多个驱动器。维护计算机的使用使得能够在不必在单个驱动器的站点雇用工程师的情况下维护或监测驱动器，从而简化了维护或监测任务。

在本发明的另一优选实施例中，计算设备和/或驱动器可以由操作员对麦克风的言语输入来控制。计算设备可以适合于将由例如操作员对麦克风说的言语转换为控制驱动器和/或计算设备的操作的命令。可以使用此特征来简化驱动器的架构和使用。附加地或替代性地，麦克风可以用于在驱动器处存在的操作员与在先前描述的维护计算机的站点或某个其他站点处存在的某个维护专家之间建立声学连接。可以在驱动器处提供扬声器和/或显示器，这可以促进驱动器的站点处的操作员与上述维护专家之间的通信。

在本发明的另一优选实施例中，提供了多于一个麦克风。显然，如果本发明使用多于一个麦克风，则可以使用相同或不同种类的麦克风。可以使用两个或更多个麦克风，以便在其中一个麦克风发生故障的情况下提供备份。另外，使用多个麦克风使得可以通过三角测量来定位噪声源。例如，在驱动器中可能使用了四个麦克风，它们不对齐到一个平面中。在这种情况下，四个麦克风可以被设置为例如处于或靠近立方体状驱动器壳体的四个不同角部。如果驱动器壳体的内部或外部出现一些声学现象，则依赖于噪声源与各个麦克风之间的距离，对应的噪声将在不同的时刻到达四个不同的麦克风。然后，可以根据噪声信号到达各个麦克风的精确的时间点来确定噪声源的位置。

本发明还涉及一种维护过程，特别是根据权利要求8所述的预测性维护过程。维护过程涉及根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器，并且包括以下步骤：

·记录在驱动器处出现的噪声信号；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号的比较来输出输出信号。

可以由至少一个麦克风记录在驱动器处出现的噪声信号。可能在驱动器内部和/或外部的任何地方发生噪声。记录噪声信号可以包括将所记录的噪声信号存储到驱动器的某个存储设备。

将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较可以借助于计算设备来执行。计算设备可以包括用于将噪声信号彼此进行比较的软件。作为由软件执行的比较的结果，可以识别成对的相似噪声信号，其中，一对噪声信号中的一个噪声信号是由麦克风记录的噪声信号，而一对噪声信号中的另一个噪声信号是先前存储的噪声信号，该先前存储的噪声信号与驱动器处或驱动器附近的某种现象(诸如故障或通常在故障之前发生的声音现象)的出现相关联。借助于该比较，可以使所记录的噪声信号与驱动器处的现象(诸如所述故障的出现)相关联。

如果所记录的噪声信号与某种现象相关联，则驱动器可以被配置为输出一信号。输出信号可以根据所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号的比较而变化。输出信号可以显示在驱动器的某个显示设备上和/或可以传输到某个其他设备，例如传输到操作员或维护专家的维护工具或维护计算机。输出信号可以包括关于所记录的噪声信号和/或关于与所记录的噪声信号关联的现象的信息。输出信号可以包括与所记录的噪声信号有关的信息，诸如其出现的时间、其噪声源的位置和/或实际所记录的噪声信号的记录或音频文件。如果发现所记录的噪声信号指示预期的故障，则所记录的噪声信号可能触发某些维护活动，使得例如可以通过当前公开的设备和方法来进行预测性维护。

本发明还涉及根据权利要求9所述的微调过程。该微调过程涉及根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器的驱动器控制方法，并且包括以下步骤：

·记录在驱动器处出现的噪声信号；

·记录电动应用和/或驱动器的输出和/或输入特性；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；

·将所记录的输出和/或输入特性与先前存储的输出和/或输入特性进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号的比较和/或根据所记录的输出和/或输入特性与先前存储的输出和/或输入特性的比较来改变输入特性，使得在驱动器处出现的噪声信号最小化和/或使得电动应用的输出特性最大化。

如先前描述的维护过程一样，微调过程包括记录在驱动器处出现的噪声信号。可以由至少一个麦克风记录在驱动器处出现的噪声信号。可能在驱动器内部和/或外部的任何地方发生噪声。记录噪声信号可以包括将所记录的噪声信号存储到驱动器的某个存储设备。

微调过程可以包括记录电动应用和/或驱动器的输出和/或输入特性，该特性指示电动应用和/或驱动器的性能。术语“特性”目前可以指相关联的设备或部件的任何物理变量，诸如电流、电压、阻抗等。在电动马达是由驱动器驱动的电动应用的情况下，可以记录其速度或由电动马达产生的噪声。另外，可以记录直接在驱动器处出现的噪声信号。然后，微调过程可以改变电动应用和/或驱动器的输入特性，使得驱动器控制方法根据所记录的信号和特性而优化。

在微调过程的优选实施例中，微调过程包括对马达负载的扫描和/或对马达频率的扫描。马达频率显然可以与马达的转速有关。扫描的结果可以在多个点和/或时刻存储在存储设备中。所存储的结果可以彼此进行比较和/或与当前的扫描结果进行比较，以备将来使用，并且可以作为驱动器的有条件监测的一部分。这是特别有用的，因为驱动器可能在各种不同的频率和负载下运行；在这些频率和负载下，驱动器的性能可能发生巨大变化。监测扫描的当前和先前结果可以更精确地确定驱动器的状态，并使驱动器的状态与声学现象相关联。

维护过程和微调过程两者都可以固有地与本说明书和对应的设备权利要求中描述的驱动器有关。当前关于两个过程描述的过程步骤可以完全或部分重复，和/或可以以除了当前描述的顺序之外的任何其他逻辑上可能的顺序进行。参考以下附图中所示的实施例描述本发明的进一步的细节和优点。

附图说明

图1：根据本发明的驱动器1。

图2：维护过程的示意图。

图3：用于对驱动器控制方法进行微调的过程的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于驱动电动应用(诸如电动马达)的驱动器1。未在图1中示出电动应用，然而，驱动器1通常可能位于电动应用附近。驱动器1包括至少一个麦克风2，在图1中象征性地示出该麦克风。尽管在驱动器1的外部示出了单个麦克风2，但是可以替代性地或附加地使用内部麦克风2和/或多个麦克风2。

麦克风2被设计成记录在驱动器1处或附近出现的噪声信号。所记录的噪声信号可以与在驱动器1处或附近存在的机械和/或电气噪声源相对应。下面将更详细地描述噪声信号和对应的噪声源。麦克风2可以被选择为对通常在驱动器处出现的各种噪声信号特别敏感和/或可以对其他类型的噪声信号不那么敏感。

如稍后将更详细描述的，麦克风2记录的噪声信号可以被传输到用于分析所述噪声信号的计算设备。计算设备可以与驱动器1的其他部件被包括在同一壳体11中。附加地或替代性地，计算设备可以设置在驱动器1的壳体11的外部和/或与壳体11分开和/或间隔开。

驱动器1可以包括各种子部件，这些子部件可以或可以不设置在同一壳体11内。特别地，驱动器可以包括：前端或输入整流器；逆变器驱动器；控制器；频率转换器；逆变器；转换器，诸如电压转换器和/或前端驱动器，特别是有源前端驱动器。驱动器1的子部件可以被选择为适合由驱动器1驱动的实际电动应用。

驱动器1包括至少一个麦克风2，其可以是声学或振动声学麦克风2。在使用多个麦克风2的情况下，可以采用不同或相同的麦克风2。尽管在图1中示出了象征性的外部麦克风2，但是麦克风2可以是集成的麦克风2，其可以定位在驱动器1的壳体11内。特别地，麦克风2可以设置在驱动器1的电路板上，定位在例如驱动器的壳体11内。如果在电路板上提供多于一个麦克风2，则不同的麦克风2可以在电路板上间隔开，使得麦克风2之间的距离相对于电路板的尺寸较大。例如，麦克风2可以定位在矩形电路板的拐角处或附近。

驱动器1的计算设备可以永久性地连接到麦克风2。术语“计算设备”可以被广义地理解，包括关于由麦克风2记录的噪声信号执行计算操作所必需的任何电子部件和机械部件。该计算设备可以设置在壳体11的内部或外部。该计算设备还可以包括用于向麦克风2和/或驱动器1供应电力的部件。

驱动器1的计算设备可以连接到图1中未示出的维护计算机。维护计算机可以被设置为远离驱动器1。它可以经由某种长距离连接(例如通过互联网)而连接到计算设备。一台这样的维护计算机可以连接到多个驱动器1的多个计算设备。维护计算机可以被设置在与驱动器1不同的站点，并且可以由某些维护专家访问。特别地，维护计算机可以设置在驱动器1的制造商或为驱动器1提供服务的服务公司的站点，而驱动器1可以存在于使用驱动器1进行控制和/或为电动应用供应能量的公司的站点。在这种配置中，多个驱动器1的计算设备可以与一个或与几个集中的维护计算机交换与在所述多个驱动器1处出现的噪声信号和其他性能参数有关的数据。因此，大量数据可以被维护计算机访问并关于驱动器1的性能进行分析。通过收集和分析如此大量的性能参数，可以增强分析以及对应的性能调整、维护措施和/或改进的质量。

麦克风2还可以用于通过操作员的言语输入来控制计算设备和/或驱动器。该特征可以通过例如计算设备上设置的对应软件来实施。在该实施例中，麦克风2可以补充或替代驱动器1的输入装置诸如按钮、开关、转盘和/或触摸屏，从而降低了驱动器1的硬件的复杂性并相应地降低了驱动器1的制造成本。

尽管图1仅示出了一个象征性外部麦克风2，但是麦克风2的总数量和定位可以被选择以更好地使用麦克风2的功能。例如，多个内部和/或外部麦克风2可以用于通过对噪声源的位置进行三角测量来在声学上定位所记录的噪声信号的噪声源。由于各个麦克风2之间的距离，多个麦克风2可以在略微变化的时间点处记录某一噪声信号。然后，计算设备可以使用对应的时间差来确定所记录的噪声信号的源的距离和方向。这些噪声信号可能出现在驱动器1中，因此可能指示驱动器1内的内部故障或其他现象。

附加地或替代性地，所记录的噪声信号可以指示发生在驱动器1外部的外部现象，诸如由驱动器1驱动的电动应用发生故障或驱动器1附近的其他相关现象。这些外部现象可以指示人类行为，诸如驱动器附近有未经授权的人存在。在这种情况下，麦克风2可以记录未经授权的人的脚步声或声音。麦克风2和计算设备还可以被设置为识别附近的人说出的或附近的设备输出的某些种类的声学信息。该声学信息可以包括人类说出的言语和/或一些自动生成的噪声信号，用于在两个电子设备之间声学地传递信息。

本发明还涉及一种用于如前所述的驱动器1的维护过程，特别是预测性维护过程。维护过程如图2示意性所示。维护过程可以包括以下步骤：

·记录驱动器1处出现的噪声信号；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号的比较来输出输出信号。

记录噪声信号可以以上述方式进行，并且可以包括对噪声信号源的定位。可以借助于连接到麦克风2的计算设备和/或通过一些其他计算设备诸如维护计算机来进行将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较。当将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较时，可以确定前者在某种程度上类似于后者。因此，维护过程可以确定先前存储的噪声信号与所记录的噪声信号相同或足够相似。然后，可以将所记录的噪声信号归因于诸如驱动器1和/或电动应用的维护问题和/或故障或预期的故障之类的现象的出现，或者反之亦然。为了实现所记录的噪声信号对于各种现象的出现的这种归因，可以将先前存储的噪声信号归因于诸如故障之类的对应现象。某些现象于某些先前存储的噪声信号的归因可以包括提供给驱动器1的计算设备或在计算设备处提供的对应数据。

如果已将故障或某种其他现象归因于所记录的噪声信号或者反之亦然，则维护过程可以然后输出信号，该信号指示例如预期会发生什么类型的故障和/或应该进行什么类型的维护工作。输出信号还可以指示何时应该进行所述维护工作。输出信号可以采取任何形式，可以是声学的、光学的、电子的或所述形式的混合形式。

本发明还涉及一种用于微调驱动器1的驱动器控制方法的过程。该过程在图3中以示意图示出。该过程包括以下步骤：

·记录在驱动器1处出现的噪声信号；

·记录电动应用和/或驱动器1的输出和/或输入特性；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；

·将所记录的输出和/或输入特性与先前存储的输出和/或输入特性进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号的比较和/或根据所记录的输出和/或输入特性与先前存储的输出和/或输入特性的比较，改变输入特性，使得在驱动器1处出现的噪声信号最小化和/或使得电动应用和/或驱动器1的输出特性最大化。

噪声信号的记录可以以上述方式进行，并且可以再次包括对噪声信号源的定位。为了对驱动器1的驱动器控制方法进行微调，记录其他现象(诸如电动应用和/或驱动器1的各种输入/输出特性)可能是额外地有帮助的。这些特性可以与声学特性(诸如噪声水平)和/或电气特性(诸如电动应用或其部件的和/或驱动器1的电动信号的所测量的电流、电压、频率、阻抗和/或电阻值)相对应。这些特性可以指示驱动器1和/或由驱动器1驱动的电子部件或其部件的性能。

可以将所记录的噪声信号和所记录的输入/输出特性与先前存储的参考值进行比较。该过程可以包括监测趋势，即所记录的噪声信号的变化。在该背景下，可以存储当前记录的噪声信号。这些新存储的噪声信号有效地对应于先前存储的噪声信号，并且可以与当前记录的噪声信号进行比较。通过比较各组存储的噪声信号，可以监测指示噪声信号的长期变化的趋势。这可以在多组所存储和记录的噪声信号中出现，所述组被选择或确定以便优选地指示驱动器1的整体性能的相关变化。

可以根据所记录的噪声和输入/输出特性与先前存储的参考值的比较来修改驱动器1用于驱动电动应用的驱动器控制方法。作为示例，可以改变电动应用的输入特性，使得对于电动应用的某些期望的输出特性，使由电动应用生成的噪声信号最小化。噪声信号可以是由电动应用诸如马达引起的噪声信号。替代性地或附加地，所记录的噪声信号可以是驱动器1的滤波器或连接到驱动器1的某些滤波器的某种噪声。

当前的维护过程和微调过程可以在例如现成的驱动器的生产测试期间使用。在该背景下，在将现成的驱动器1交付给客户之前，可以使用目前描述的各种噪声信号和特性来验证该现成的驱动器是否正确地运行。

附加地或替代性地，当前的维护和微调过程可以用作正在识别给定驱动器1的故障的调试工程师的故障排除工具。

通常，可以关于由麦克风2记录的和/或先前存储在计算设备处的各种不同的相关噪声信号来实施本发明。另外，根据本发明，可以记录和/或存储驱动器1和/或电动应用的各种其他特性。此外，所记录和/或存储的特征可以涉及在驱动器1和/或由驱动器1驱动的电动应用之外的设备处出现的现象。例如，所述特性可以与在驱动器1附近的任何结构或设备处出现的现象有关，只要该现象可以由麦克风2在声学上记录。在以下描述的段落中将给出相关的噪声信号和现象的一些非穷举性示例，所有这些示例都可以在本文的背景下使用。

在驱动器1和/或电动应用包括例如所述冷却所述设备的一个或多个风扇的情况下，可以记录和/或存储风扇以各种速度产生的噪声。这种配置使得例如可以通过风扇产生的噪声来确定风扇的速度。因此，可以省略其他速度确定硬件，从而使驱动器1的结构更简单且更便宜。风扇产生的噪声可能指示例如风扇马达或驱动器1的机械结构的某种故障。在本发明的意义上，如果驱动器1的机械结构由于一些松动的部件弱化，则由转动中的风扇产生的噪声，更确切地说是由转动中的风扇引起的驱动器1的松动的机械结构的振动产生的噪声，可以被记录。一旦已经确定存在对应的弱化结构或松动的部件，该信息可以输出给用户或另一设备，以便例如启动一些某种过程。

在驱动器1和/或电动应用包括散热器的情况下，所述散热器的堵塞也可能导致某些特有的噪声信号。这些特有的噪声信号可能是由驱动器1或不如说由驱动器1的计算设备先前存储的噪声信号的一部分，并且明显地可以归因于散热器的堵塞。

在驱动器1和/或电动应用包括液体冷却通道的实施例中，计算设备可能存储了堵塞的冷却通道的特有的噪声信号。如果这样的噪声信号被麦克风2记录，则所记录的噪声信号与所存储的噪声信号的对应比较可以指示存在堵塞并且需要对应的维护措施。一旦已经记录了对应的噪声信号，驱动器1就可以向操作员或其他设备输出指示需要进行维护工作的一些信号。

以类似的方式，可以记录液体冷却通道或回路中的空气。由于冷却通道中的空气和冷却通道的堵塞会产生独特的声学标记噪声或对机械激励的特有响应，所以本发明可以识别和区分这两种现象。为了实现这一点，可以再次将对应的标记噪声存储于计算设备，并归因于其对应的潜在现象。

在包括液体冷却回路的驱动器1的实施例中，回路中的泄漏的出现也可能导致对应的声学现象，诸如滴水噪声。与和不同类型的泄漏和/或泄漏程度相对应的泄漏的出现相关联的各种信号可以被存储在计算设备处，并且用于与所记录的噪声信号进行比较。特别地，根据本发明，由漏出密封件产生的噪声可以由麦克风2记录并存储在计算设备中以进行比较。

在本发明的另一实施例中，麦克风2使得能够检测驱动器1或驱动器1附近的设备的松动接触。为此，在计算设备处存储了作为松动接触的特性的对应噪声信号。一旦麦克风2记录了相似的噪声信号，驱动器1就可以识别出松动接触，并且根据先前存储的噪声信号的种类，识别出松动接触的实际类型。

驱动器1可以包括各种部件，这些部件在驱动器1的使用寿命期间可能劣化。随着部件劣化，它们的性能和行为可能相应地变化，从而经常导致部件的声学特性变更。这些变更的声学特性可能是众所周知的，并且可以以先前存储的噪声信号的形式在计算设备处提供。通常，可以将已知出现在驱动器1处或附近的所有声学现象以它们的噪声信号的形式即对应的音频文件进行存储。这些存储的噪声信号可以在驱动器1用于驱动某种电动应用之前和期间被提供给驱动器。因此，借助于麦克风2记录这样的噪声信号或变更的声学特性可以与驱动器1的老化部件、驱动器1附近的老化部件或任何其他先前存储的可听见现象的出现有关联。

可以与噪声信号有关联的现象的另一示例是马达诸如由驱动器1驱动的电动马达处的轴承问题或轴承缺陷。在这种情况下，电动马达可以是由驱动器驱动的电动应用。轴承通常用于将马达的旋转部件安装到马达支撑结构的固定部件。轴承可能根据其所处的状态而产生各种噪声。轴承球或滚子破损可能由咔哒噪声指示，轴承过热或轴承破损可能导致其他特有的噪声信号，这些信号可以存储在驱动器1处并且随后在操作期间由麦克风2记录。根据麦克风2记录的实际噪声信号，可以将驱动器1设置为指示某种轴承故障的出现和/或微调驱动器控制方法使得由驱动器1驱动的电动马达的驱动方式要考虑到马达的轴承故障。例如，当已经在声学上检测到轴承故障时，驱动器1可以减小马达的最大允许速度。

产生噪声信号的相关现象的其他示例包括在驱动器1的使用期间较普遍的机械振动。这些机械振动可能与由麦克风2记录但最初无法识别的噪声源引起的噪声信号相对应。如果所记录的噪声信号在足够高的程度上不类似于任何先前存储的噪声信号，则根据本发明的驱动器1或根据本发明的过程可以推断出记录了未知的噪声源。

本发明记录的机械振动可以与在驱动器1、电动应用和/或驱动器1附近的其他设备或结构的使用期间和/或某种测试过程期间出现的振动相对应。本发明可以用于在其他检测手段诸如加速度传感器检测到结构行为的变化之前，检测到对应结构的磨损或劣化。

本发明可以用于在声学上检测机械故障，但也可以检测电子故障，诸如击穿。击穿可能出现在电动应用诸如马达处、驱动器1本身处和/或与驱动器1相关联的滤波器处、电动应用处或驱动器1附近的其他设备处。

可以通过本发明在声学上检测到的电子故障的另一示例是驱动器1处、电动应用处和/或驱动器1附近的任何结构或设备处存在的接触器和/或继电器的老化。

短路是可以根据本发明检测到的电子故障的另一示例。特别地，由相关联的磁场引起的振动和/或其他移动可以产生指示驱动器1处、电动应用处和/或驱动器1附近的设备和/或结构处的短路的特有的噪声信号。本发明可以结合电气共振的检测或更一般地在麦克风2的可听性的范围内出现的任何其他可听现象一起使用。

现象的可听性明显地可以指所使用的麦克风2的可听性，而不是人类听者的可听性。因此，对人类听者可能听到或可能听不到的结构传播噪声的检测也落入本发明的范围内。所述噪声可能在驱动器1的麦克风2的可听性的范围内的马达、电网、DC总线电缆和/或母线处产生。此类结构传播噪声的示例已经在上面给出并且包括驱动器1外部的现象，其对驱动器1处的麦克风2是可听的。此外，连接到驱动器1的马达的磨损可以通过结构传播噪声信号通过例如马达电缆或将马达从结构上连接到驱动器1的其他设备传输。结构传播噪声的其他示例包括常见DC总线上的现象，诸如松动的收缩、共振、保险丝燃烧、电池中的现象等。通过记录由公共DC总线传输的结构传播噪声信号，可以关于驱动器1本身处存在的噪声源以外的噪声源更容易地使用本发明。可以被本发明利用的其他结构传播噪声信号包括与驱动器1的供应网格中的现象有关的噪声信号，并且该噪声信号可能与和以上关于普通DC总线所述的问题类似并且包括松动的接触、共振、保险丝燃烧等的问题有关。

此外，结构传播噪声的记录有助于检测现象，这些现象起源于由驱动器1连接和/或驱动的客户应用，所述客户应用与驱动器1本身分开并且不同。

本发明不限于上述实施例之一，而是可以以多种方式进行修改。

由权利要求书、说明书和附图产生的所有特征和优点，包括构造性细节、空间布置和过程步骤，对于本发明而言，无论是单独的还是以最广泛的组合形式，都可能是必不可少的。

Claims (10)

1.一种用于诸如电动马达的电动应用的驱动器(1)，所述驱动器(1)包括用于记录在所述驱动器(1)处出现的噪声信号的至少一个麦克风(2)，其中，所述麦克风(2)能够连接到计算设备，所述计算设备用于通过将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较来分析所记录的噪声信号。

2.根据权利要求1所述的驱动器(1)，其特征在于，所述驱动器包括前端或输入整流器、逆变器驱动器、控制器、频率转换器、逆变器、转换器和/或前端驱动器(1)。

3.根据权利要求1或2所述的驱动器(1)，其特征在于，所述麦克风(2)是声学和/或振动声学麦克风和/或压电传感器和/或波传感器(2)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器(1)，其特征在于，所述麦克风(2)被集成在所述驱动器(1)的电路板上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器(1)，其特征在于，所述计算设备连接到所述一个麦克风(2)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器(1)，其特征在于，所述计算设备连接到维护计算机。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器(1)，其特征在于，

所述计算设备和/或所述驱动器(1)能够由操作员对所述麦克风(2)的言语输入来控制，和/或

提供多于一个麦克风(2)。

8.一种用于根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器(1)的维护过程，特别是预测性维护过程，其特征在于以下步骤：

·记录在所述驱动器(1)处出现的噪声信号；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与所述先前存储的噪声信号的比较来输出输出信号。

9.一种用于微调根据权利要求1至7中任一项所述的驱动器(1)的驱动器控制方法的过程，其特征在于以下步骤：

·记录在所述驱动器(1)处出现的噪声信号；

·记录电动应用和/或所述驱动器(1)的输出和/或输入特性；

·将所记录的噪声信号与先前存储的噪声信号进行比较；

·将所记录的输出和/或输入特性与先前存储的输出和/或输入特性进行比较；以及

·根据所记录的噪声信号与所述先前存储的噪声信号的比较和/或根据所记录的输出和/或输入特性与所述先前存储的输出和/或输入特性的比较来改变所述输入特性，使得在所述驱动器(1)处出现的噪声信号最小化和/或使得所述电动应用和/或所述驱动器(1)的输出特性最大化。

10.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，所述过程包括对马达负载的扫描和/或对马达频率的扫描。

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