DE102009034830A1

DE102009034830A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Unsymmetrie im Läufer einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102009034830A1
Application number: DE200910034830
Authority: DE
Inventors: Diethard Runggaldier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erkennung eines Stabbruches im Läufer einer Asynchronmaschine ohne Messung des Schlupfes und der Drehzahl angegeben. Dabei wird im Frequenzspektrum des Ständerstroms einer Phase das erste Seitenband detektiert und daraus der Schlupf berechnet. In der Folge wird die Lage weiterer Seitenbänder berechnet. Aus der Amplitude und/oder Lage des ersten Seitenbands und der weiteren Seitenbänder im Vergleich zu den errechneten Werten wird geschlossen, ob ein Läuferstabbruch vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Unsymmetrie im Läufer einer elektrischen Maschine, insbesondere zur Feststellung eines Läuferstabbruchs.
Unsymmetrien im Läufer einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Asynchronmotors, führen zu einer erhöhten Belastung der Mechanik der elektrischen Maschine. Eine solche Unsymmetrie kann beispielsweise durch einen Bruch eines der Stäbe im Läufer auftreten. Dabei handelt es sich um einen häufigen Defekt in Asynchronmotoren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, eine Unsymmetrie im Läufer einer elektrischen Maschine wie beispielsweise eines Asynchronmotors auf einfache Weise zu erkennen. Insbesondere soll dabei ein Stabbruch im Läufer erkennbar sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch eins gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung einer Unsymmetrie im Läufer einer elektrischen Maschine wird in einem ersten Schritt im Frequenzspektrum des Stroms wenigstens einer Phase der Maschine die Frequenzlage wenigstens zweier Seitenbänder der Stromfrequenz ermittelt. In einem zweiten Schritt wird aus dem Vorhandensein der Seitenbänder im Stromspektrum auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen.
Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Feststellung einer Unsymmetrie im Läufer, beispielsweise eines Läuferstabbruchs, auf einer Analyse des Stroms beruht. Dabei ist, negativ formuliert, in vorteilhafter Weise keine Messung des Schlupfes oder der Drehzahl erforderlich. Vielmehr muss lediglich der – zweckmäßig ständerseitige – Strom aufgenommen und sein Frequenzspektrum analysiert werden.
Dazu wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung im ersten Schritt der ständerseitige Strom wenigstens einer Phase der elektrischen Maschine ermittelt und in dessen Frequenzspektrum ein erstes Seitenband ermittelt. Dabei bezieht sich das erste Seitenband auf die Grundfrequenz des (Dreh-)stroms, mit dem die Maschine betrieben wird, also beispielsweise 50 Hz. Ein erstes Seitenband kann beispielsweise bei einer Frequenz von 54 Hz liegen. Meist wird das erste Seitenband im Bereich zwischen 51 Hz und 60 Hz zu liegen kommen. Die konkrete Frequenz hängt dabei u. a. von der Belastung der Maschine ab.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird im ersten Schritt unter Verwendung der Frequenz des ersten Seitenbands die Frequenz wenigstens eines weiteren Seitenbandes berechnet. Dabei kann unter Verwendung der Frequenz des ersten Seitenbands der Schlupf berechnet werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Frequenzen vom zweiten und dritten Seitenband berechnet werden. Diese beiden Seitenbänder bieten im Falle einer Läuferunsymmetrie typischerweise eine ausreichende Signalamplitude, während Seitenbänder höherer Ordnung meist keine erkennbaren Hinweise mehr auf die Läuferunsymmetrie zeigen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird im zweiten Schritt für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder ein Frequenzintervall festgelegt. Für das Frequenzintervall wird eine Maximumsfrequenz ermittelt, bei der innerhalb des Frequenzintervalls die maximale Amplitude vorliegt. Zweckmäßig umschließt das Frequenzintervall die Frequenz des jeweiligen Seitenbands. Nach Ermittlung der Maximumsfrequenz kann beispielsweise aus einem Vergleich zwischen der errechneten Frequenz für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder und der ermittelten Maximumsfrequenz auf das Vorhandensein des jeweiligen Seitenbands und dadurch auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen werden. Liegt eine Läuferunsymmetrie vor, führt das zu einem deutlich ausgeprägten Peak der Amplitude bei der Seitenbandfrequenz. Dadurch wird die Maximumsfrequenz innerhalb des zugehörigen Frequenzintervalls bei der Seitenbandfrequenz liegen, d. h. die Maximumsfrequenz entspricht der Seitenbandfrequenz. Liegt kein Seitenband vor, so wird die Maximumsfrequenz hingegen meist nicht bei der Seitenbandfrequenz liegen.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird im zweiten Schritt für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder ein Frequenzintervall festgelegt und für das Frequenzintervall eine mittlere Amplitude ermittelt. In diesem Fall wird also nicht versucht, das Maximum zu bestimmen, sondern es werden die Amplituden betrachtet. Dann kann aus einem Vergleich zwischen der Amplitude bei der errechneten Frequenz für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder und der ermittelten mittleren Amplitude auf das Vorhandensein des jeweiligen Seitenbands und dadurch auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen werden. Liegt eine Läuferunsymmetrie, d. h. ein Seitenband vor, so übersteigt dessen Amplitude merklich die anderweitig im Frequenzintervall vorliegenden Amplituden, also auch die mittlere Amplitude.
Bei beiden Alternativen kann vorteilhaft aus den Frequenzabständen oder Amplituden eine Kennzahl errechnet werden. Aus einem Vergleich der Kennzahl mit einem Schwellwert wird dann auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen.
Da eine elektrische Maschine auch ohne Stabbruch im Läufer durchaus Unsymmetrien aufweisen kann, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Amplitudenwerte wenigstens eines des ersten und der weiteren Seitenbänder oder beispielsweise die Kennzahl gespeichert werden. Dann kann zu einem späteren Zeitpunkt ein Vergleich der gespeicherten Werte mit den dann vorliegenden Werten durchgeführt werden, um auf eine Unsymmetrie im Läufer zu schließen. Wird das regelmäßig gemacht, so können anhand des Verlaufs der Werte langsame Änderungen oder auch plötzliche Änderungen im Lauf der Maschine detektiert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch Werte gespeichert werden, die als Kalibrierwerte vor dem regulären Betrieb der Maschine aufgenommen werden. Diese stammen dann zweckmäßig aus einem Betriebszustand der Maschine, der gewöhnlich fehlerfrei ist, also als Referenz sehr gut verwendbar ist.
Vorteilhaft lassen sich die vorbeschriebenen Verfahren gut in einer ständerseitigen Steuerelektronik, beispielsweise eines Sanftstarters, einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Drehstrom-Asynchronmotors oder Synchronmotors, unterbringen.
Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale schematisiert dargestellt und sich entsprechende Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen markiert. Die Figuren zeigen dabei im Einzelnen
1 einen Messaufbau für die Feststellung von Läuferunsymmetrien,
2 ein Stromspektrum von einem intakten Asynchronmotor,
3 ein Stromspektrum von einem Asnychronmotor mit gebrochenem Läuferstab ohne Last,
4 ein Stromspektrum von einem Asnychronmotor mit gebrochenem Läuferstab mit einer schwachen Belastung des Motors,
5 ein Stromspektrum von einem Asnychronmotor mit gebrochenem Läuferstab mit einer Belastung des Motors,
6 ein Stromspektrum von einem Asnychronmotor mit gebrochenem Läuferstab mit einer starken Belastung des Motors.
Im Folgenden wird ein beispielhafter Aufbau beziehungsweise eine beispielhafte Vorgehensweise für die Erfindung anhand eines Drehstrom-Asynchronmotors beschrieben. Der Drehstrom-Asynchronmotor weist eine Steuerelektronik auf, die mit einem Sanftstarter ausgerüstet ist. Weiterhin weist die Steuerelektronik einen Messaufbau für die Feststellung von Unsymmetrien im Läufer des Asynchronmotors auf. 1 skizziert Komponenten des Messaufbaus.
Der Messaufbau beinhaltet einen Pearson-Stromwandler 1, der der ständerseitigen Aufnahme des Stromspektrums aus einer der Phasen des Asynchronmotors dient. Der Pearson-Stromwandler 1 ist verbunden mit einem 50 Hz-Notchfilter 2. Über einen Verstärker 3 und einen A/D-Wandler 4 wird das Signal des Pearson-Stromwandlers 1 und Notchfilters 2 weiterbehandelt.
Der Messaufbau ist also in der Lage, aus einer Phase des Asynchronmotors auf Seite des Stators ein Stromspektrum zu extrahieren. Die Eigenschaften des Stromspektrums werden im Folgenden dazu verwendet, eine Unsymmetrie im Läufer des Asynchronmotors zu detektieren. Hierzu wird ausgenutzt, dass eine Läuferunsymmetrie auch eine Unsymmetrie des Drehmoments bewirkt, dass auf den Läufer wirkt. Diese wiederum bewirkt eine Pendelung der Drehzahl. Im Stromspektrum, das mit dem Messaufbau aufgenommen wurde, bewirkt diese Pendelung die so genannten Seitenbänder im Stromspektrum. Bei den Seitenbändern handelt es sich um unter Umständen deutlich ausgeprägte Spitzen im Stromspektrum. Diese Spitzen treten bei Frequenzen auf, die sich aus der folgenden Formel ergeben: f_k = f₀·(1 ± 2ks)
Dabei sind

fk: die Frequenz des Seitenbands,
f0: die (Dreh-)Stromfrequenz, also beispielsweise 50 Hz,
k: die Ordnung des Seitenbands: 1, 2, 3...
s: der Schlupf.

Im Folgenden werden lediglich die Seitenbänder betrachtet, deren Frequenz oberhalb der Drehstromfrequenz liegen. Das erste Seitenband für k = 1 liegt daher um eine Frequenz 2·f₀·s über der Drehstromfrequenz. Die Lage des ersten Seitenbandes wird nun aus dem ermittelten Stromspektrum bestimmt. Dazu wird in diesem Beispiel das Amplitudenmaximum im Stromspektrum in einem Frequenzintervall I₁ von 51 Hz bis 60 Hz bestimmt. Dabei wird ausgenutzt, dass die Amplitude des ersten Seitenbandes typischerweise deutlich größer ist als die Amplitude der weiteren Seitenbänder höherer Ordnung. Die Amplitude des ersten Seitenbandes stellt üblicherweise sogar das absolute Maximum im betrachteten Bereich dar. Es spielt daher keine Rolle, ob in dem Frequenzintervall I₁ von 51 Hz bis 60 Hz auch weitere Seitenbänder legen.
Ist die Lage des ersten Seitenbandes bestimmt, so kann aus seiner Frequenz der Schlupf s berechnet werden. Löst man die obige Formel nach dem Schlupf auf, so erhält man:
Aus dem hiermit gewonnenen Schlupf und den weiteren bekannten Größen lassen sich nun die Frequenzen für das zweite und dritte Seitenband berechnen.
In einer vereinfachten Alternative kann eine explizite Berechnung des Schlupfes ausgelassen werden. Der Frequenzabstand des zweiten Seitenbandes vom ersten Seitenband entspricht dem Frequenzabstand des ersten Seitenbandes von der Drehstromfrequenz. Da dieser Abstand bekannt ist, kann die Frequenz des zweiten Seitenbandes und analog auch die Frequenz des dritten Seitenbandes also berechnet werden, indem dieser bekannte Frequenzabstand zur Frequenz des ersten Seitenbandes hinzugezählt wird. Eine Addition des Frequenzabstands zur Frequenz des zweiten Seitenbands ergibt die Frequenz des dritten Seitenbands. Ist die Stromfrequenz also beispielsweise 50 Hz und das erste Seitenband bei 54,5 Hz, dann befindet sich das zweite Seitenband bei 59 Hz und das dritte bei 63,5 Hz.
Der berechnete Schlupf kann aber beispielsweise vorteilhaft dazu verwendet werden, die Plausibilität des ermittelten ersten Seitenbandes zu testen. Dazu kann beispielsweise aus dem Schlupf die Drehzahl des Asynchronmotors ermittelt werden. Diese sollte beispielsweise bei lastfreiem Betrieb bei der Nenndrehzahl liegen.
In den weiteren 2 bis 6 sind Stromspektren gezeigt, die verschiedene Situationen repräsentieren. Das Spektrum gemäß 2 ist ein beispielhaftes Stromspektrum für einen intakten Motor. Das Spektrum zeigt keine deutlich ausgeprägten Seitenbänder. Bestimmt man beispielhaft in diesem Spektrum ein mögliches erstes Seitenband, so würde dieses auf eine Frequenz von etwa 53,6 Hz fallen. An dieser Stelle zeigt das Spektrum einen Maximalwert. Aus der Frequenz des ersten Seitenbandes ergibt sich eine Frequenz für das zweite Seitenband von 57,2 Hz. An dieser Stelle befindet sich jedoch kein lokales Maximum und es ist daher auch kein Seitenband zu erkennen. Gleiches gilt für die Frequenz des dritten Seitenbandes von etwa 60,8 Hz.
Bei den Stromspektren, die in den 3–6 gezeigt sind, ist jeweils ein Motor zugrunde gelegt, bei dem ein Läuferstabbruch vorliegt. Jedoch variiert in den gezeigten Stromspektren die Belastung des Motors. Beim Stromspektrum gemäß 3 ist der Motor ohne Last betrieben. 3 zeigt, dass auch der defekte Asynchronmotor in seinem Stromspektrum keine ausgeprägten Seitenbänder zeigt, wenn er unbelastet ist. In dem Spektrum gemäß der 3 ist schon kein erstes Seitenband ersichtlich und detektierbar. Daher kann auch nicht die Frequenz des zweiten und dritten Seitenbandes ermittelt werden. Auch der Schlupf kann in diesem Fall nicht in der vorgeschlagenen Weise berechnet werden. Das heißt, eine Läuferasymmetrie ist bei einem unbelasteten Motor nur schwer zu ermitteln.
Das Spektrum gemäß der 4 ergibt sich bei einer Motorbelastung von 5 Nm. Das Spektrum gemäß 4 zeigt bereits deutlich ausgeprägte Spitzen (Peaks). Diese Spitzen entsprechend den angesprochenen Seitenbändern 41...43. Das erste Seitenband 41 im Stromspektrum der 4 liegt bei etwa 51,8 Hz. Daher liegt die Frequenz des zweiten Seitenbandes 42 rechnerisch bei etwa 53,6 Hz und die des dritten Seitenbandes 43 bei circa 55,4 Hz.
Um nun in diesem Spektrum festzustellen, ob weitere Seitenbänder 41...43 neben dem ersten Seitenband 41 tatsächlich existieren, kann in einer Ausführungsvariante das Stromspektrum im Bereich des rechnerisch ermittelten zweiten Seitenbandes 42 untersucht werden. Dabei wird beispielsweise ein erstes Frequenzintervall I₁ verwendet, dessen Zentrum bei der errechneten Frequenz des zweiten Seitenbandes 42 liegt. Die Breite des ersten Frequenzintervalls I₁ wird dabei so gewählt, dass das erste Frequenzintervall I₁ ausreichend Abstand hat von der rechnerisch ermittelten Lage anderer Seitenbänder 41...43. Beispielsweise kann als Ausdehnung des ersten Frequenzintervalls I₁ die Hälfte des Abstandes der Seitenbänder 41...43 voneinander verwendet werden. Im Spektrum der 4 beträgt der Frequenzabstand der Seitenbänder 41...43 voneinander 1,8 Hz. Wird also eine Breite des ersten Frequenzintervalls I₁ von 0,9 Hz verwendet, so geht das erste Frequenzintervall I₁ von 53,15 Hz bis 54,05 Hz. In diesem ersten Frequenzintervall I₁ wird nach einem tatsächlich vorhandenen Maximum im Stromspektrum gesucht. Das tatsächliche Maximum des Stromspektrums der 4 in dem angegebenen ersten Frequenzintervall I₁ liegt bei circa 53,6 Hz und somit bei der errechneten Frequenz. Bezüglich des dritten Seitenbandes 43 wird ein zweites Frequenzintervall I₂ definiert. Das zweite Frequenzintervall I₂ erstreckt sich von 54,95 Hz bis 55,85 Hz. Auch im zweiten Frequenzintervall I₂ wird nach dem tatsächlichen Maximum des Stromspektrums gesucht. In dem Spektrum gemäß 4 fällt das tatsächliche Maximum auf eine Frequenz von circa 55,3 Hz. Es ist damit sehr nahe der errechneten Frequenz von 55,4 Hz.
Anhand der Ergebnisse kann davon ausgegangen werden, dass im Frequenzspektrum der 4 tatsächlich drei deutliche Seitenbänder 41...43 vorliegen. Es kann daher darauf geschlossen werden, dass der Asynchronmotor eine Unsymmetrie im Läufer aufweist.
5 zeigt ein weiteres Stromspektrum. Es handelt sich dabei um das Stromspektrum des Asynchronmotors bei einer Last von 10 Nm. Auch in diesem Spektrum fallen die drei deutlich ausgeprägten Seitenbänder 51...53 ins Auge. Hierbei zeigt sich jedoch, dass die Frequenzlage der Seitenbänder 51...53 abhängig ist von der Last, die auf den Motor wirkt. So liegt das erste Seitenband 51 in diesem Fall bei circa 52,95 Hz. Rechnerisch ergeben sich daraus für das zweite und dritte Seitenband 52, 53 die Frequenzen 55,9 Hz und 58,85 Hz. Zur Überprüfung, ob weitere Seitenbänder bei den errechneten Frequenzen vorliegen, kann beispielsweise auch das folgende Verfahren verwendet werden. Dabei wird ebenso, wie für 4 erklärt, ein erstes Frequenzintervall I₁ für das zweite Seitenband 52 definiert. Das erste Frequenzintervall I₁ erstreckt sich in diesem Fall von beispielsweise 55 Hz bis 57 Hz. Im nächsten Schritt wird die durchschnittliche Amplitude des Stroms im ersten Frequenzintervall I₁ ermittelt. Da üblicherweise das Stromspektrum in konkreten Frequenzen vorliegen wird, kann einfach der arithmetische Mittelwert der Amplitude bei den konkreten Frequenzwerten bestimmt werden. Im nächsten Schritt wird überprüft, ob die Stromamplitude bei der errechneten Frequenz für das zweite Seitenband 52 deutlich über der mittleren Amplitude im ersten Frequenzintervall I₁ liegt. Im konkreten Fall des Stromspektrums gemäß 5 beträgt die mittlere Amplitude für das erste Frequenzintervall I₁ beispielsweise 110. Die Amplitude bei der Frequenz des zweiten Seitenbandes 52 beträgt circa 3000. Es ist klar, dass die beiden genannten Amplitudenwerte wird auf völlig verschiedene Arten miteinander verglichen werden können, um zu bestimmen, ob hier ein Seitenband vorliegt. Nur als Beispiel soll ein Seitenband dann vorliegen, wenn die Amplitude bei der errechneten Frequenz für das Seitenband beim zweiten Seitenband 52 wenigstens das 5-fache der mittleren Amplitude beträgt. Da das dritte Seitenband 53 gewöhnlich schwächer ausgeprägt ist als das zweite Seitenband 52, wird ebenfalls im Sinne eines Beispiels davon ausgegangen, dass das dritte Seitenband 53 dann vorliegt, wenn die Amplitude bei der errechneten Frequenz für das dritte Seitenband 53 wenigstens das dreifache der mittleren Amplitude beträgt. Neben einem Vergleich im Sinne einer Verhältnisbildung können selbstverständlich auch andere Formendes Vergleichs, beispielsweise eine Differenzbildung oder ein Vergleich mit einem konkreten Schwellwert, verwendet werden.
In der letzten Figur wird das Stromspektrum des Asynchronmotors bei einer Last von 15 Nm gezeigt. Wie zu erwarten, sind auch hier wieder die ersten drei Seitenbänder 61...63 zu erkennen. Aufgrund der erhöhten Last gegenüber der Situation in den anderen Figuren ist hier der Abstand zwischen die Seitenbändern erhöht.
Eine automatische Detektion einer Unsymmetrie im Läufer, beispielsweise eines Läuferstabbruches, erfordert, ein festes Entscheidungskriterium in Form von beispielsweise einem Schwellwert vorzugeben, der von einem anhand von Stromdaten errechneten Detektionskennzahl zu über- oder unterschreiten ist. Ein Beispiel für eine Detektionskennzahl soll im Folgenden gegeben werden.
Dabei wird das erste Seitenband wie bereits beschrieben ermittelt, indem die maximale Frequenz in einem Frequenzintervall I₁ = [51 Hz; 60 Hz] gesucht wird. Aus der Frequenz des ersten Seitenbandes f₁ und der Stromgrundfrequenz f₀ werden die Frequenzen f₂ und f₃ des zweiten und dritten Seitenbandes berechnet. Dann wird für alle drei Seitenbänder eine Amplitudenkennzahl berechnet. Dazu wird für das zweite und dritte Seitenband je ein weiteres Frequenzintervall I₂ und I₃ um die berechnete Position herum definiert: Δf = 1 / 4 ·(f₁ – f₀) I₂ = [f₂ – Δf; f₂ + Δf] I₃ = [f₃ – Δf; f₃ + Δf]
Dann wird ein Amplitudenkennwert für alle Seitenbänder errechnet:
wobei k = 1, 2, 3
Ferner wird in den Intervallen I₂ und I₃ die Frequenz f₂* bzw. f₃* mit der maximalen Amplitude ermittelt. Als Detektionskennzahl wird folgende Zahl berechnet:
Als beispielhafte Ergebnisse für eine intakte und eine defekte Asynchronmaschine ergeben sich folgende Wert für die Detektionskennzahl:

Last Intakte Maschine Maschine mit Läuferstabbruch

Ohne Last 65,7 41,4

5 Nm 104,4 149,7

10 Nm 63,3 413,5

15 Nm 67,8 403,8
Offensichtlich ist es ohne Belastung schwer oder gar nicht möglich, den Läuferstabbruch zu erkennen. Erst bei Belastung zeit sich ein gegenüber der intakten Maschine erhöhter Wert der Detektionskennzahl. Eine automatische Erkennung kann beispielsweise durch einen Vergleich mit einem Schwellwert oder durch einen Vergleich mit einem gespeicherten Wert vom intakten Zustand durchgeführt werden. Für den Vergleich gibt es dabei viele Möglichkeiten wie beispielsweise Verhältnis- oder Differenzbildung.
Alternativ oder zusätzlich zur Absicherung des Ergebnisses kann eine analoge Vorgehensweise auch mit den Seitenbändern vorgenommen werden, die sich unterhalb der Stromgrundfrequenz ergeben. So könnte das erste Seitenband in einem Frequenzbereich zwischen 40 und 49 Hz gesucht werden. Das zweite und dritte Seitenband unterhalb der Stromfrequenz ergibt sich analog zum zweiten und dritten Seitenband oberhalb der Stromfrequenz.

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Unsymmetrie im Läufer einer elektrischen Maschine, bei dem: – in einem ersten Schritt im Frequenzspektrum des Stroms wenigstens einer Phase der Maschine die Frequenzlage wenigstens zweier Seitenbänder (41...43, 51...53, 61...63) der Stromfrequenz ermittelt wird, und – in einem zweiten Schritt aus dem Vorhandensein der Seitenbänder (41...43, 51...53, 61...63) im Stromspektrum auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem im ersten Schritt – der ständerseitige Strom wenigstens einer Phase der elektrischen Maschine ermittelt wird, – im Frequenzspektrum des Stroms ein erstes Seitenband (41, 51, 61) ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem im ersten Schritt unter Verwendung der Frequenz des ersten Seitenbands (41, 51, 61) der Schlupf berechnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem im ersten Schritt unter Verwendung der Frequenz des ersten Seitenbands (41, 51, 61) die Frequenz wenigstens eines weiteren Seitenbandes (42, 43, 52, 53, 62, 63) berechnet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Frequenzen von zwei weiteren Seitenbändern (42, 43, 52, 53, 62, 63) berechnet werden.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem im zweiten Schritt für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder (42, 43, 52, 53, 62, 63) ein Frequenzintervall (I₂, I₃) festgelegt wird, und für das Frequenzintervall (I₂, I₃) eine Maximumsfrequenz ermittelt wird, bei der innerhalb des Frequenzintervalls (I₂, I₃) die maximale Amplitude vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem aus einem Vergleich zwischen der errechneten Frequenz für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder (42, 43, 52, 53, 62, 63) und der ermittelten Maximumsfrequenz auf das Vorhandensein des jeweiligen Seitenbands (42, 43, 52, 53, 62, 63) und dadurch auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem im zweiten Schritt für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder (42, 43, 52, 53, 62, 63) ein Frequenzintervall (I₂, I₃) festgelegt wird, und für das Frequenzintervall (I₂, I₃) eine mittlere Amplitude ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem aus einem Vergleich zwischen der Amplitude bei der errechneten Frequenz für wenigstens eines der weiteren Seitenbänder (42, 43, 52, 53, 62, 63) und der ermittelten mittleren Amplitude auf das Vorhandensein des jeweiligen Seitenbands (42, 43, 52, 53, 62, 63) und dadurch auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6–9, bei dem aus den berechneten Lagen der Seitenbänder (42, 43, 52, 53, 62, 63) und wenigstens einem Teil der Amplituden in den Frequenzintervallen (I₂, I₃) eine Kennzahl errechnet wird und aus einem Vergleich der Kennzahl mit einem Schwellwert auf eine Unsymmetrie im Läufer geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Amplitudenwerte wenigstens eines des ersten und der weiteren Seitenbänder (41...43, 51...53, 61...63) gespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt mit den dann vorliegenden Amplitudenwerten verglichen werden, um auf eine Unsymmetrie im Läufer zu schließen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Amplitudenwerte als Kalibrierwerte vor dem regulären Betrieb der Maschine gespeichert werden.
Elektrische Maschine mit einer Steuerelektronik, die ausgestaltet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.