DE102016121336A1 - Steuervorrichtung eines Motors - Google Patents

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DE102016121336A1
DE102016121336A1 DE102016121336.5A DE102016121336A DE102016121336A1 DE 102016121336 A1 DE102016121336 A1 DE 102016121336A1 DE 102016121336 A DE102016121336 A DE 102016121336A DE 102016121336 A1 DE102016121336 A1 DE 102016121336A1
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rotor
rotation
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harmonic
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DE102016121336.5A
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Ryunosuke AKIMATSU
Tatsuya TONARI
Toshihiro Uchida
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive

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Abstract

Bei einer Steuervorrichtung erzeugt ein Grundspannungserzeugungselement basierend auf einer Sollrotationsgeschwindigkeit einen Grundspannungsbefehl für eine Grundspannung. Ein Eigenschaftsspeicher speichert eine Naturvibrationseigenschaft eines Rotors, wenn der Rotor rotiert, als eine Rotationsvibrationseigenschaft. Ein Rotationszustandserfassungselement erfasst eine Rotationsposition und eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als einen Rotationszustand des Rotors. Ein Harmonischenspannungserzeugungselement erzeugt basierend auf dem Rotationszustand des Rotors und der Rotationsvibrationseigenschaft einen Harmonischenspannungsbefehl, der auf den durch das Grundspannungserzeugungselement erzeugten Grundspannungsbefehl zu überlagern ist.

Description

  • Querbezug zu verwandten Anmeldungen
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung 2015-220544 , die am 10. November 2015 eingereicht wurde, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit hierin durch Bezugnahme enthalten ist, und beansprucht die Priorität davon.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Motorsteuervorrichtungen, die eine Harmonischenspannung auf eine Grundspannung überlagern, die an eine Statorspule eines Motors angelegt wird, um entsprechend Motorgeräusche zu reduzieren.
  • Hintergrund
  • Ein Beispiel von konventionellen Motorsteuervorrichtungen ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nummer 2015-128368 offenbart. Die konventionellen Steuervorrichtungen für einen Motor, der einen Stator und einen Rotor umfasst, überlagern einen Harmonischenstrom auf einen Grundstrom und bringen den überlagerten Strom dazu, durch die Statorspule des Stators zu fließen. Dies reduziert elektromagnetische Variationen, die auf den Rotor wirken, wodurch durch den Motor erzeugte Geräusche reduziert werden.
  • Zusammenfassung
  • Leider kann die konventionelle Steuervorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, Motorgeräusche nicht ausreichend reduzieren.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben diese Problematik bereitwillig berücksichtigt und bestimmt, dass diese Problematik auf Variationen der natürlichen Vibrationseigenschaft des Rotors bei Rotation des Rotors zurückgeht. Rotation des Rotors kann eine Zentrifugalkraft verursachen, die den Rotor deformiert. Dies kann in einer Änderung der Steifigkeit des Rotors resultieren. Diese Änderung der Steifigkeit des Rotors resultiert in Variationen der natürlichen Vibrationseigenschaft des Rotors.
  • D. h., die Erfinder bestimmen, dass ein Überlagern einer Harmonischenspannung auf eine Grundspannung basierend auf der ersten natürlichen Vibrationseigenschaft des Rotors bei Ruhe trotz dessen, dass die erste natürliche Vibrationseigenschaft des Rotors sich von der zweiten natürlichen Vibrationseigenschaft des Rotors während eines Rotierens unterscheidet, ungeeignete Reduktion von Motorgeräuschen verursachen kann.
  • In Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände versucht ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung Steuervorrichtungen eines Motors bereitzustellen, von denen jede in der Lage ist, das vorstehend beschriebene Problem zu anzugehen.
  • Insbesondere zielt ein alternativer Aspekt der vorliegenden Offenbarung darauf ab, solche Steuervorrichtungen vorzusehen, von denen jede in der Lage ist, Motorgeräusche zuverlässig zu reduzieren.
  • Gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuervorrichtung für einen Motor mit einem Stator einschließlich einer Statorspule und mit einem Rotor einschließlich einem Rotormagnetfeld bereitgestellt. Eine AC-Spannung basierend auf einer Sollrotationsgeschwindigkeit wird in die Statorspule als eine Grundspannung eingegeben, sodass magnetische Interaktionen zwischen einem Statormagnetfeld, das durch die Statorspule erzeugt ist, und dem Rotormagnetfeld den Rotor rotieren. Die Steuervorrichtung umfasst ein Grundspannungserzeugungselement, das dazu eingerichtet ist, um basierend auf der Sollrotationsgeschwindigkeit einen Grundspannungsbefehl für die Grundspannung zu erzeugen. Die Steuervorrichtung umfasst einen Eigenschaftsspeicher, der dazu eingerichtet ist, um eine Naturvibrationseigenschaft (natürliche Vibrationseigenschaft) des Rotors bei rotierendem Rotor als eine Rotationsvibrationseigenschaft zu speichern. Die Steuervorrichtung umfasst ein Rotationszustandserfassungselement, das dazu eingerichtet ist, um eine Rotationsposition und eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als einen Rotationszustand des Rotors zu erfassen. Die Steuervorrichtung umfasst ein Harmonischenspannungserzeugungselement, das dazu eingerichtet ist, um basierend auf dem Rotationszustand des Rotors und der Rotationsvibrationseigenschaft ein Harmonischenspannungsbefehl zu erzeugen, der auf den Grundspannungsbefehl zu überlagern ist, der durch das Grundspannungserzeugungselement erzeugt ist.
  • Das Harmonischenspannungserzeugungselement erzeugt den Harmonischenspannungsbefehl unter Verwendung der Rotationsvibrationseigenschaft, die die Naturvibrationseigenschaft des Rotors bei rotierendem Rotor (d. h. die Naturvibrationseigenschaft des Rotors, während der Rotor rotiert) repräsentiert. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Harmonischenspannungsbefehl, der durch das Harmonischenspannungserzeugungselement erzeugt ist, die Naturvibrationseigenschaft des Rotors bei rotierendem Rotor wiederzugeben.
  • Dies reduziert daher zuverlässig Motorgeräusche, die durch Vibrationen des rotierenden Rotors verursacht werden.
  • Die vorstehenden und/oder andere Merkmale und/oder Vorteile von verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung werden in Hinblick auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen weiter gewürdigt. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Merkmale und/oder Vorteile wenn nötig einschließen und/oder ausschließen. Zudem können verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung wenn nötig bzw. anwendbar eines oder mehrere Merkmale von anderen Ausführungsbeispielen kombinieren. Die Beschreibungen von Merkmalen und/oder Vorteilen von bestimmten Ausführungsbeispielen sollen nicht als andere Ausführungsbeispiele oder die Ansprüche beschränkend ausgelegt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen ersichtlich, in denen
  • 1 ein Schaltkreis- und Blockdiagramm eines Motorsteuersystems einschließlich einer Motorsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist,
  • 2 eine Querschnittsansicht ist, die auf einer Ebene senkrecht zu der Achsenrichtung (axialen Richtung) eines in 1 veranschaulichten Motors genommen ist,
  • 3 ein Graph ist, der schematisch eine Rotationsvibrationseigenschaft eines Rotors des Motors bei rotierendem Rotor (d. h. eine Rotationsvibrationseigenschaft eines Rotors des Motors, während der Rotor rotiert) und eine Ruhevibrationseigenschaft des Rotors bei ruhendem Rotor (d. h. eine Ruhevibrationseigenschaft des Rotors, während der Rotor in Ruhe ist) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 4 ein Graph ist, der schematisch eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors basierend auf einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 5 ein Graph ist, der schematisch eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors in dB gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 6 ein Graph ist, der schematisch eine Amplitudenkompensationskoeffizienteneigenschaft gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 7 Graphen darstellt, die schematisch einen vorteilhaften Effekt von Geräuschreduktion veranschaulichen, der durch die Motorsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt wird,
  • 8 Graphen zeigt, die schematisch einen vorteilhaften Effekt von Geräuschreduktion veranschaulichen, der durch ein zweites Vergleichsbeispiel erzielt wird,
  • 9 eine Querschnittsansicht ist, die auf einer Ebene senkrecht zu der Achsenrichtung (axialen Richtung)) eines Motors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung genommen ist,
  • 10 ein Graph ist, der schematisch eine Rotationsvibrationseigenschaft eines Rotors des Motors bei rotierendem Rotor und eine Ruhevibrationseigenschaft des Rotors bei ruhendem Rotor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 11 ein Graph ist, der schematisch eine Amplitudenkompensationskoeffizienteneigenschaft gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 12 ein Graph ist, der schematisch eine Amplitudenkompensationskoeffizienteneigenschaft gemäß einer Modifikation bzw. Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht,
  • 13 ein Graph ist, der schematisch eine Amplitudenkompensationskoeffizienteneigenschaft gemäß einer anderen Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht,
  • 14 Graphen zeigt, die schematisch einen vorteilhaften Effekt von Geräuschreduktion veranschaulicht, der durch eine Motorsteuervorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels erzielt wird,
  • 15 eine Querschnittsansicht ist, die auf einer Ebene senkrecht zu der Achsenrichtung eines Motors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung genommen ist, und
  • 16 eine Querschnittsansicht eines Rotorkerns des in 15 veranschaulichten Motors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist, die auf einer Ebene genommen ist, die durch die Rotationsachse des Rotors hindurch geht.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Das Folgende beschreibt Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen. Bei den Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile unter den Ausführungsbeispielen, denen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind, weggelassen oder vereinfacht, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Motorsteuersystem 100 eine Motorsteuervorrichtung 50, die als Steuervorrichtung bezeichnet wird, eine DC-Energiequelle 30, einen Umrichter 20, und einen Motor 10. Die Steuervorrichtung 50 zielt darauf ab, zu steuern, wie ein Motor 10 für einen Ventilator 19 einer in einem Fahrzeug installierten Klimaanlage anzusteuern bzw. anzutreiben ist. Der Motor 10 treibt rotierend den Ventilator 19 als eine elektrische Last an. Der Ventilator 19 ist ein Zentrifugalventilator, der in einem Luftkanal vorgesehen ist, der in dem Fahrzeuginneren installiert ist. Der Ventilator 19 erzeugt den Fluss bzw. Strom ausgestoßener Luft in dem Luftkanal. Ein Schirokkoventilator (Sirocco Fan), der in einem Rollgehäuse beherbergt ist, kann als der Ventilator 19 verwendet werden. Ein Turboventilator kann auch als der Ventilator 19 verwendet werden.
  • Eine Klimaanlagensteuervorrichtung 60 (A/C-Steuervorrichtung), die in einer Hierarchie höher als die Steuervorrichtung 50 steht, ist vorgesehen, um die Klimaanlage zu steuern. Die A/C-Steuervorrichtung 60 sendet eine Sollrotationsgeschwindigkeit für den Ventilator 19, d. h., den Motor 10, zu der Steuervorrichtung 50.
  • Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung verwendet einen Permanentmagnetsynchronmotor als den Motor 10. Der Motor 10 ist bei dem Luftkanal der Klimaanlage montiert. Der Motor 10 umfasst einen Rotor mit Permanentmagneten und einen Stator mit einem Statorkern und Statorspulen. Insbesondere ist der Motor 10 als ein Dreiphasenpermanentmagnetsynchronmotor ausgestaltet, der in der Lage ist, den Rotor mit den Permanentmagneten basierend auf magnetischen Interaktionen zwischen den Permanentmagneten des Rotors und einem rotierenden Magnetfeld zu rotieren, das durch U-, V-, und W-Phasenstatorspulen des Status erzeugt ist. Der Stator kann derart eingerichtet sein, dass jede der Dreiphasenstatorspulen in dem Statorkern in einer konzentrierten oder verteilten Konfiguration gewunden ist.
  • Insbesondere verwendet, wie in 2 veranschaulicht, das erste Ausführungsbeispiel einen Außenrotormotor 10. 2 ist eine Querschnittsansicht, die auf einer Ebene senkrecht zu der Achsenrichtung (axialen Richtung) des Motors 10 genommen ist. In 2 wird eine Schraffur weggelassen, um den Querschnitt des Motors 10 deutlich zu veranschaulichen.
  • Der Motor 10, der in 2 veranschaulicht ist, umfasst einen einzelnen Stator 12 und einen Rotor 14, der angeordnet ist, um bezüglich des Status 12 rotierbar zu sein. Der Rotor 14 weist eine hohe zylindrische Form auf, d. h., eine Ringform. Der Rotor 14 ist angeordnet, um den Stator 12 mit einem Luftspalt zwischen dem Innenrandbereich des Rotors 14 und dem Außenrandbereich jedes der Zähne des Stators 12, die später beschrieben werden, zu umgeben. Mit anderen Worten ist der Stator 12 in dem Hohlabschnitt des Rotors 14 angeordnet.
  • Der Rotor 14 umfasst eine Vielzahl von Permanentmagneten 14a und ein Rückjoch 14b, das aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist. Das Rückjoch 14b ist an einer radial äußeren Seite jedes Permanentmagneten 14a angeordnet und verbindet die Permanentmagneten 14a derart, dass die verbundenen Permanentmagneten 14a eine Ringform aufweisen.
  • Beispielsweise umfasst der Rotor 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zehn Permanentmagneten 14a mit der gleichen Form. Jeder der Permanentmagneten 14a dient als ein Magnetpol. D. h., jeder der Permanentmagneten 14a weist einen magnetischen Pol auf, der sich radial auswärts erstreckt. Die Polaritäten der Permanentmagneten 14a, die in der Umfangsrichtung des Rotors 14 angeordnet sind, ändern sich abwechselnd bzw. wechselweise. Insbesondere sind N- und S-Polpermanentmagneten 14a wechselweise in der Umfangsrichtung des Rotors 14 angeordnet. Bezugnehmend auf 2 repräsentiert der in einem Permanentmagneten 14a abgebildete und nach außen Pfeil einen N-Pol, und der in einem anderen Permanentmagneten 14a abgebildete und nach innen orientierte Pfeil repräsentiert einen S-Pol.
  • Der Stator 12 umfasst einen zylindrischen Statorkern und eine Vielzahl von Zähnen 12a (beispielsweise zwölf), von denen jeder kontinuierlich radial auswärts von dem Außenrandbereich des Statorkerns hervorsteht. Die Zähne 12a sind in der Umfangsrichtung des Statorkerns mit regelmäßigen Abständen mittels Spalten 12b angeordnet. D. h., jeder der Zähne 12a liegt dem Innenrandbereich des Rotors 14 mit einem Luftspalt dazwischen gegenüber.
  • Wie vorstehend beschrieben verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Motor 10 mit fünf Polpaaren und zwölf Spalten bzw. Nuten.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst die DC-Energiequelle 30 beispielsweise eine Batterie zur Ausgabe einer DC-Spannung. Die DC-Energiequelle 30 ist mit dem Umrichter 20 mittels eines Paars von Bussen 40 verbunden und führt eine DC-Spannung mittels des Paars von Bussen 40 zu dem Umrichter 20 zu.
  • Der Umrichter 20 umfasst einen U-Phasenarm, einen V-Phasenarm, und einen W-Phasenarm (U-Phasenzweig, V-Phasenzweig, W-Phasenzweig). Der Umrichter 20 wird betrieben, um eine Pulsweitenmodulation (PWM) durchzuführen, die die DC-Spannung, die von der DC-Energiequelle 30 eingegeben ist, in Dreiphasen-AC-Spannungen umzuwandeln.
  • Der U-Phasenzweig umfasst einen oberen Zweig und einen unteren Zweig, die in Reihe miteinander verbunden sind. Der obere Zweig umfasst ein Schaltelement Sup und eine Diode Dup, die antiparallel zu dem Schaltelement Sup verbunden ist, und der untere Zweig umfasst ein Schaltelement Sun und eine Diode Dun, die antiparallel zu dem Schaltelement Sun verbunden ist.
  • Der V-Phasenzweig umfasst einen oberen Zweig und einen unteren Zweig, die in Reihe miteinander verbunden sind. Der obere Zweig umfasst ein Schaltelement Svp und eine Schwungrad-Diode (Flywheel Diode) Dvp, die antiparallel zu dem Schaltelement Svp verbunden ist, und der untere Zweig umfasst ein Schaltelement Svn und eine Schwungrad-Diode Dvn, die antiparallel zu dem Schaltelement Svn verbunden ist.
  • Der W-Phasenzweig umfasst einen oberen Zweig und einen unteren Zweig, die in Reihe miteinander verbunden sind. Der obere Zweig umfasst ein Schaltelement Swp und eine Schwungrad-Diode Dwp, die antiparallel zu dem Schaltelement Swp verbunden ist, und der untere Zweig umfasst ein Schaltelement Swn und eine Diode Dwn, die antiparallel zu dem Schaltelement Swn verbunden ist.
  • Der Verbindungspunkt zwischen den oberen und unteren Zweigen des U-Phasenzweigs ist mit einem ersten Ende der U-Phasenspule mittels einer Verbindungsleitung 25 verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen den oberen und unteren Zweigen des V-Phasenzweigs ist mit einem ersten Ende der V-Phasenspule mittels einer Verbindungsleitung 25 verbunden. Vergleichbar ist der Verbindungspunkt zwischen den oberen und unteren Zweigen des W-Phasenzweigs mit einem ersten Ende der W-Phasenspule mittels einer Verbindungsleitung verbunden. Zweite Enden der U-, V-, und W-Phasenstatorspulen, die entgegengesetzt zu den ersten Enden liegen, sind mit einem gemeinsamen Knotenpunkt, d. h., einem Neutralpunkt, in beispielsweise einer Sternkonfiguration verbunden.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden als die Schaltelemente S*# (* = u, v, und w, und # = p und n) jeweils Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) verwendet. Wenn Leistung-MOSFETs als die Schaltelemente S*# verwendet werden, können Eigendioden (Intrinsic Diodes) der Leistung-MOSFETs als die Schwungrad-Dioden verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit externer Schwungrad-Dioden beseitigt wird.
  • Ein Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor (RCIGBT), der einen IGBT und eine Schwungrad-Diode, die antiparallel dazu verbunden ist, umfasst, und wobei der IGBT und die Schwungrad-Diode auf einem einzelnen Chip integriert sind, kann als jedes der Schaltelemente S*# verwendet werden.
  • Ein erstes Ende des U-Phasenzweigs ist mit dem Positivseitenbus 40 verbunden, der mit dem Positivanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist, und ein zweites Ende davon, das entgegengesetzt zu dem ersten Ende liegt, ist mit dem Negativseitenbus 40 verbunden, der mit dem Negativanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist.
  • Vergleichbar ist ein erstes Ende des V-Phasenzweigs mit dem Positivseitenbus 40 verbunden, der mit dem Positivanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist, und ein zweites Ende davon, das entgegengesetzt zu dem ersten Ende liegt, ist mit dem Negativseitenbus 40 verbunden, der mit dem Negativanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist. Zusätzlich ist ein erstes Ende des W-Phasenzweigs mit dem Positivseitenbus 40 verbunden, der mit dem Positivanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist, und ein zweites Ende davon, das entgegengesetzt zu dem ersten Ende liegt, ist mit dem Negativseitenbus 40 verbunden, das mit dem Negativanschluss der DC-Energiequelle 30 verbunden ist.
  • Jedes der Schaltelemente S*# weist einen Steueranschluss wie dessen Gate auf. Der Steueranschluss jedes der Schaltelemente S*# ist mit dem Steueranschluss 50 verbunden.
  • Das Motorsteuersystem 100 umfasst einen Rotationspositionssensor 18, der bei dem Motor 10 vorgesehen ist, zur Messung der Rotationsposition des Rotors 14. Beispielsweise wird der Rotationspositionssensor 18 betrieben, um die Rotationsposition des Rotors 14 relativ zu dem Stator 12 zu messen. Das erste Ausführungsbeispiel kann ein Hall-Element, einen Encoder, oder einen Resolver als den Rotationspositionssensor 18 verwenden.
  • Die Steuervorrichtung 50 steuert Ein-Aus-Betriebe der Schaltelemente S*# des Umrichters 20, um entsprechend zu steuern, wie der Motor 10 anzutreiben ist. Die Steuervorrichtung 50 ist mit dem Rotationspositionssensor 18 verbunden und erlangt ein Signal, das auf die Rotationsposition des Rotors 14 hinweist, als ein Meßsignal, und andere Informationselemente, die beispielsweise auf Dreiphasenströme, die in den Motor 10 fließen, und eine Eingangsspannung des Umrichters 20 hinweisen. Dann erzeugt die Steuervorrichtung 50 basierend auf dem Rotorpositionssignal und den anderen Informationselementen Schaltsignale, von denen jedes Ein-Aus-Muster eines Entsprechenden der Schaltelemente S*# repräsentiert. Danach sendet die Steuervorrichtung 50 individuell die Schaltsignale zu den jeweiligen Schaltelementen S*#, wodurch Ein-Aus-Betriebe jedes der Schaltelemente S*# gesteuert werden. Es wird bemerkt, dass die Schaltsignale für die Ober- und Unterzweigschaltelemente jeder Phase bestimmt werden, um die Ober- und Unterzweigschaltelemente der jeweiligen Phase komplementär einzuschalten.
  • Die Ein-Aus-Betriebe der Schaltelemente S*# des Umrichters 20 wandeln die DC-Spannung, die von der DC-Energiequelle 30 ausgegeben ist, in gesteuerte Dreiphasen-AC-Spannungen um. Die gesteuerten Dreiphasen-AC-Spannungen werden an die jeweiligen Dreiphasenspulen angelegt, sodass ein rotierendes Magnetfeld in dem Stator 12 induziert wird. Wechselseitige magnetische Aktionen zwischen dem rotierenden Magnetfeld des Stators 12 und den Permanentmagneten 14a des Rotors 14 bringen den Rotor 14 dazu, relativ zu dem Stator 12 zu rotieren.
  • Die Steuervorrichtung 50 ist beispielsweise als ein Mikrocomputerschaltkreis gestaltet, der im Wesentlichen beispielsweise eine CPU 50a und einen Speicher 50b, der mit einem ROM und einem RAM ausgestattet ist, und dessen Peripherschaltkreis umfasst.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst die Steuervorrichtung 50 ein Grundbefehlserzeugungselement 51, ein Rotationspositionserfassungselement 52, ein Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53, ein Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54, ein Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55, und ein Signalausgangsmodul 56.
  • Beispielsweise betreibt die CPU 50a in dem Speicher 50b gespeicherte Programme, um die anderen Module 51 bis 56 zu implementieren. Zumindest ein Hardwaremodul, das als zumindest eines der Module 51 bis 56 dient, kann bei der Steuervorrichtung 50 installiert sein.
  • Das Rotorpositionserfassungselement 52 empfängt das Meßsignal, das von dem Rotationspositionssensor 18 gesendet ist, und erfasst die Rotationsposition des Rotors 14 basierend auf den Meßsignalen, die von dem Rotorpositionssensor 52 gesendet sind. Das Rotorpositionserfassungselement 52 sendet ein Rotorpositionssignal, das auf eine tatsächliche Rotorposition hindeutet, zu dem Grundbefehlserzeugungselement 51, dem Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53, und dem Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 jedes Mal, wenn das Rotorpositionserfassungselement 52 die Rotationsposition des Rotors 14 erfasst, als eine tatsächliche Rotorposition.
  • Das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53 berechnet eine tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit N [rpm(Revolutions/Rotations Per Minute, Umdrehungen pro Minute)] des Rotors 14 basierend auf dem von dem Rotorpositionserfassungselement 52 gesendeten Rotorpositionssignal. Das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53 sendet ein Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal, das auf die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit N des Rotors 14 hindeutet, zu dem Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55.
  • Das Rotorpositionserfassungselement 52 und das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53 dienen beispielsweise als ein Rotationszustandserfassungselement zur Erfassung einer Rotationsposition und einer Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Grundbefehlserzeugungselement 51 empfängt die von der A/C-Steuervorrichtung 60 gesendete Sollrotationsgeschwindigkeit und erkennt die empfangene Sollrotationsgeschwindigkeit als eine Sollrotationsgeschwindigkeit des Motors 10. Das Grundbefehlserzeugungselement 51 erzeugt basierend auf der Sollrotationsgeschwindigkeit, dem Rotorpositionssignal, und dem Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal Grund-AC-Spannungsbefehle, d. h. Grund-Sinusoid-AC-Spannungsbefehle, die an die jeweiligen Phasenstatorspulen des Stators 12 anzulegen sind.
  • Insbesondere führt das Grundbefehlserzeugungselement 51 einen Proportional-Integral-(PI)-Regelungsalgorithmus (PI-Algorithmus) basierend auf dem Rotationszustand, d. h., der Rotationsposition und der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14, die von dem Motor 10 zurückgeführt sind, durch, wodurch die ausgeglichenen Grund-AC-Spannungsbefehle erzeugt werden, um den Rotor 14 bei der Sollrotationsgeschwindigkeit zu rotieren.
  • Insbesondere erzeugt das Grundbefehlserzeugungselement 51 Information, die Indikativ für eine AC-Spannungswellenform ist, die an jede der Dreiphasenstatorspulen angelegt werden sollten, um den Rotor 14 bei der Sollrotationsgeschwindigkeit zu drehen. Dann gibt das Grundbefehlserzeugungselement 51 die Information, die als AC-Spannungswellenforminformation bezeichnet ist, für jede der Dreiphasenstatorspulen an das Signalausgangsmodul 56 aus. Die AC-Spannungswellenforminformation für jede der Dreiphasenstatorspulen umfasst die Frequenz, die Amplitude, und die Phase einer Grund-AC-Spannung, die an die jeweilige der Dreiphasenstatorspulen anzulegen ist. D. h., das Grundbefehlserzeugungselement 51 dient beispielsweise als ein Grundspannungserzeugungselement zur Erzeugung eines Grund-AC-Spannungsbefehls gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 umfasst eine Funktion der CPU 50a und des Speichers 50b des Motorsteuerelements 50. D. h., das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54, d. h., der Speicher 50b, speichert Information, die Indikativ für eine Naturvibrationseigenschaft (natürliche Vibrationseigenschaft) des Rotors 14 während der Rotor 14 rotiert, ist, wobei die Naturvibrationseigenschaft als eine Rotationsvibrationseigenschaft bezeichnet wird. Die Vibrationseigenschaft des Rotors 14, der rotiert, wird vorab basierend auf einem computerunterstützten Entwicklungsvorgang (CAE, Computer Aided Engineering) erlangt. Naturfrequenzanalyse, die auch als Eigenwertanalyse bekannt ist, des Rotors 14 basierend auf CAE liefert die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 während der Rotor 14 rotiert, um beansprucht zu sein. Die Naturfrequenzanalyse basierend auf CAE erlangt die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 beispielsweise in einer Ringsekundärmode, die Resonanz wahrscheinlich induziert. Es wird bemerkt, dass die Ringsekundärmode eine Vibrationsdeformationsmode repräsentiert, bei der sich gegenüberliegende zwei Abschnitte, die um π (Bogenmaß) voneinander beabstandet sind, eines ringförmigen Objekts radial ausdehnen und zusammenziehen.
  • Die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 ist in dem ROM des Speichers 50b der Steuervorrichtung 50 als beispielsweise eine Beschleunigungsfrequenzeigenschaft (Accelerance Frequency Property) des Rotors 14 gespeichert, die durch die durchgezogene Kurve in 3 bezüglich der Vibrationsfrequenz des Rotors 14 veranschaulicht ist. Es wird bemerkt, dass der Begriff „Beschleunigung (Accelerance)” das Verhältnis von Beschleunigung (Accelerance) des Rotors 14 zu einer auf den Rotor 14 einwirkenden Kraft bedeutet, und eine Einheit von (m/s2)/N hat.
  • Bezugnehmend auf 3 unterscheidet sich die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14, die durch die durchgezogene Kurve veranschaulicht ist, von der Vibrationseigenschaft des Rotors 14 während der Rotor 14 in Ruhe ist, was durch die gestrichelte Kurve in 3 veranschaulicht ist. Der Rotor 14 ist aufgrund der Zentrifugalkraft bei einer Rotation leicht verformt. Diese Verformung des Rotors 14 verursacht, dass die Steifigkeit des Rotors 14 in einem rotierenden Zustand von der Steifigkeit des Rotors 14 in einem Ruhezustand verschieden ist. Diese Änderung einer Steifigkeit zwischen dem rotierenden Rotor 14 und dem ruhenden Rotor 14 kann in einer Änderung der Naturvibrationseigenschaft zwischen dem rotierenden Rotor 14 und dem ruhenden Rotor 14 resultieren.
  • Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben die Rotationsvibrationseigenschaft und die Ruhevibrationseigenschaft des Rotors 14 analysiert und haben bestimmt, dass sich die Rotationsvibrationseigenschaft von der Ruhevibrationseigenschaft unterscheidet.
  • Insbesondere ist der Rotor 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel derart eingerichtet, dass jeder der Permanentmagneten 14a des Rotors 14 symmetrisch bezüglich des gegenüberliegenden der Permanentmagneten 14a quer zu der Achsenrichtung des Rotors 14 angeordnet ist (siehe 2). Wenn der Rotor 14 die in 2 veranschaulichte Konfiguration aufweist, haben die Erfinder gezeigt, dass sich die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 bezüglich der Ruhevibrationseigenschaft des Rotors 14 ändert. D. h., die Beschleunigungsspitze (Beschleunigungsspitzenwert) der Rotationsvibrationseigenschaft ist relativ zu der Beschleunigungsspitze der Ruhevibrationseigenschaft zu der Seite höherer Frequenz verschoben.
  • Insbesondere speichert das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 Information, die auf die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 hinweist, die durch die durchgehende Kurve in 3 veranschaulicht ist. Beispielsweise speichert das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 als die Information, die auf die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 hinweist, den Satz aus der Ruhevibrationseigenschaft, die durch die gestrichelte Kurve in 3 veranschaulicht ist, und einer Korrekturfunktionsformel, die die Ruhevibrationseigenschaft zu der Rotationsvibrationseigenschaft wie durch die durchgehende Kurve in 3 veranschaulicht korrigiert. Mit anderen Worten wird die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 als eine Funktion der Ruhevibrationseigenschaft des Rotors 14 repräsentiert.
  • Es wird bemerkt, dass eine Vielzahl von Ruhevibrationseigenschaften, die sich voneinander in Temperaturvariationen des Motors 10 und/oder Lastvariationen des Motors 10 unterscheiden, in dem Speicher 50b gespeichert sein können. Bei diesem Beispiel erzeugt ein Korrigieren einer ausgewählten der Vielzahl von Ruhevibrationseigenschaften durch die Korrekturfunktionsformel die Rotationsvibrationseigenschaft, die mit der gegenwärtigen Temperatur des Motors 10 und dem gegenwärtigen Lastzustand des Motors 10 übereinstimmt bzw. diesen entspricht.
  • Beispielsweise umfasst die Korrekturfunktionsformel einen ersten Korrekturterm zur Korrektur zumindest einer Ruhevibrationseigenschaft auf die Rotationsvibrationseigenschaft. Die Korrekturfunktionsformel kann zusätzlich zu dem ersten Korrekturterm einen zweiten Korrekturterm zum Ausgleich der Variationen der zumindest einen Ruhevibrationseigenschaft aufgrund Temperaturvariationen und einen dritten Term zum Ausgleich der Variationen der zumindest einen Ruhevibrationseigenschaft aufgrund Lastzustandsvariationen umfassen. Dies ermöglicht es, die Anzahl von Ruhevibrationseigenschaften, die sich voneinander in Temperaturvariationen und/oder Lastvariationen unterscheiden, zu reduzieren.
  • D. h., das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 speichert das Paar von zumindest einer Ruhevibrationseigenschaft des Rotors und der entsprechenden Korrekturfunktionsformel als die Information, die auf die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 hinweist bzw. diese indiziert. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • Insbesondere kann das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 eine Vielzahl von Rotationsvibrationseigenschaften, von denen jede von einer entsprechenden Temperatur des Motors 10 und einem entsprechenden Lastzustand, der mit dem Motor 10 verbunden ist, abhängt, als Kennfelddaten speichern.
  • Wenn die gegenwärtige Temperatur des Motors 10 von einem Temperatursensor TS in das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 eingegeben ist, empfängt das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 die gegenwärtige Temperatur des Motors 10. Zudem berechnet das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 den gegenwärtigen Betriebszustand der Last 19 basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit N des Rotors 14 und den Grund-AC-Spannungsbefehlen für die jeweiligen Phasenstatorspulen.
  • Dann erzeugt das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 eine Rotationsvibrationseigenschaft, die mit der gegenwärtigen Temperatur des Motors 10 und dem gegenwärtigen Betriebszustand der Last 19 übereinstimmt bzw. diesen entspricht, basierend auf der zumindest einen Ruhevibrationseigenschaft und der Korrekturfunktionsformel. Ansonsten extrahiert das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 von den Kennfelddaten eine Rotationsvibrationseigenschaft, die mit der gegenwärtigen Temperatur des Motors 10 und dem gegenwärtigen Betriebszustand der Last 19 übereinstimmt.
  • Dann gibt das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 die Rotationsvibrationseigenschaft an das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 aus.
  • Das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55, das beispielsweise als ein Harmonischenspannungserzeugungselement (Erzeugungselement einer harmonischen Spannung) dient, umfasst ein Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A, ein Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B, und ein Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C. Das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A und das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C dienen beispielsweise als ein Harmonischenbefehlsbestimmungselement, und das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C dient auch beispielsweise als ein Amplitudenbestimmungselement.
  • Das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 empfängt die von dem Vibrationseigenschaftsspeichermodule 54 gesendete Rotationsvibrationseigenschaft, das von dem Rotorpositionserfassungselement 52 gesendete Rotationspositionssignal, und das von dem Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53 gesendete Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal. Dann erzeugt das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 für die jeweiligen Phasenstatorspulen des Stators 12 Harmonischen-AC-Spannungsbefehle gemäß der/dem empfangenen Rotationsvibrationseigenschaft, Rotationspositionssignal, und Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal, wobei die Harmonischen-AC-Spannungsbefehle verwendet werden, um auf die Grund-AC-Spannungsbefehle für die jeweiligen Phasenstatorspulen überlagert zu werden.
  • Das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A bestimmt einen Wert der Frequenz und einen Wert der Phase jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle, die auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungsbefehle zu überlagern sind, gemäß dem Rotorpositionssignal und dem Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal.
  • Das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B multipliziert mit einer vorbestimmten Rotationsordnung die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit N des Rotors 14, die durch das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53 erlangt ist, um das Produkt der vorbestimmten Rotationsordnung und der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit N zu berechnen.
  • Es wird bemerkt, dass die Rotationsordnung für den Rotor 14, d. h. den Motor 10, unter Verwendung eines Beispiels beschrieben wird. Die erste Rotationsordnung eines rotierenden Objekts repräsentiert eine Frequenz eines rotierenden Objekts pro Sekunde. Beispielsweise ist die erste Rotationsordnung eines rotierenden Objekts bei 1200 Umdrehungen/min (rpm) 20 Hz. D. h., die Rotation des rotierenden Objekts bei 20 Hz repräsentiert die erste Rotationsordnung des rotierenden Objekts. Die Rotation des rotierenden Objekts bei 60 Hz repräsentiert daher die dritte Rotationsordnung des rotierenden Objekts.
  • Dann konvertiert das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf der Vibrationsfrequenz des Rotors 14 in eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft (Accelerance Vibration Property) des Rotors 14 basierend auf der vorbestimmten Rotationsordnung gemäß dem Produkt der vorbestimmten Rotationsordnung und der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit N.
  • Danach berechnet das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B einen Resonanzcharakteristikwert bei einer Resonanzrotationsgeschwindigkeit bei der Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung. D. h., der Resonanzcharakteristikwert des Rotors 14 repräsentiert die Beschleunigung (Accelerance) des Rotors 14. Dann gibt das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B an das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C die Beschleunigungsvibrationseigenschaft und den Resonanzcharakteristikwert des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung aus.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C bestimmt einen Wert der Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle, die auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungsbefehle zu überlagern sind, gemäß dem Resonanzcharakteristikwert, dem Rotorpositionssignal, und dem Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal.
  • Insbesondere bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C basierend auf dem Resonanzcharakteristikwert des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung einen Wert der Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle. Der bestimmte Wert der Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle ermöglicht es, die Amplitude von Vibrationen des Rotors 14 auf einen vorbestimmten Pegel zu verringern.
  • Das erste Ausführungsbeispiel bestimmt basierend auf Messergebnissen von Schalldruck von Motorgeräuschen, dass die vorbestimmte Rotationsordnung, deren Geräuschpegel reduziert sein sollte, auf die fünfzigste Ordnung (50. Ordnung) eingestellt ist. Die fünfzigste Ordnung (50. Ordnung) repräsentiert die Rotationsordnung des Rotors 14 in einem mechanischen Winkel. Da die Anzahl von Polpaaren des Rotors 14 fünf ist, ist die Rotationsordnung des Rotors 14 in einem elektrischen Winkel auf die zehnte Ordnung eingestellt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben bestätigt, dass Überlagern von Harmonischen-AC-Spannungsbefehlen der (6n ± 1)ten Ordnung in elektrischem Winkel auf jeweilige Grund-AC-Spannungsbefehle es ermöglicht, Vibrationen der (6n ± 2)ten Ordnung in elektrischem Winkel effizient zu reduzieren. Es wird bemerkt, dass n einen natürlichen Wert repräsentiert, und bei dem ersten Ausführungsbeispiel auf 2 eingestellt ist. D. h., ein Überlagern von Harmonischen-AC-Spannungsbefehlen der elften Ordnung (11. Ordnung) in einem elektrischen Winkel auf jeweilige Grund-AC-Spannungsbefehle ermöglicht es, Vibrationen der zehnten Ordnung (10. Ordnung) in elektrischem Winkel effizient zu reduzieren. Mit anderen Worten ermöglicht ein Überlagern von Harmonischen-AC-Spannungsbefehlen der fünfundfünfzigsten Ordnung in mechanischem Winkel auf jeweilige Grund-AC-Spannungsbefehle Vibrationen der fünfzigsten Ordnung in mechanischem Winkel effizient zu reduzieren.
  • Mit Blick auf die vorstehenden Merkmale bestimmt das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A als die Frequenz jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle die Frequenz der fünfundfünfzigsten Ordnung in mechanischem Winkel. Zudem multipliziert das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B mit 50 als die vorbestimmte Rotationsordnung die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit N des Rotors 14, um das Produkt der fünfzigsten Rotationsordnung und der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit N zu berechnen.
  • Dann wandelt das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf der Vibrationsfrequenz des Rotors 14 in eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf der fünfzigsten Rotationsordnung um.
  • Wie vorstehend beschrieben speichert das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 die Beschleunigungsfrequenzeigenschaft, die durch die durchgezogene Kurve in 3 veranschaulicht ist, bezüglich der Vibrationsfrequenz des Rotors 14 als die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14.
  • Das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B wandelt die Rotationsvibrationseigenschaft, die durch die durchgehende Kurve in 3 veranschaulicht ist, in eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft, d. h. die zweite Rotationsvibrationseigenschaft, basierend auf der vorbestimmten Rotationsordnung von 50 wie in 4 veranschaulicht um.
  • Insbesondere berechnet ein Teilen des Produkts der Vibrationsfrequenz (Hz) wie in 3 veranschaulicht und 60 durch die vorbestimmte Rotationsordnung von 50 einen Wert der Rotationsgeschwindigkeit (rpm) bei der vorbestimmten Rotation Ordnung von 50. Beispielsweise berechnet ein Teilen des Produkts aus 2400 (Hz) und 60 durch 50 2880 (rpm).
  • Wie in 4 veranschaulicht, repräsentiert ein Wert der Rotationsgeschwindigkeit, bei der die Beschleunigungsvibrationseigenschaft eine Spitze (bzw. einen Spitzenwert) aufweist, eine Resonanzrotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung von 50.
  • Es wird bemerkt, dass die vertikale Achse der Beschleunigungsvibrationseigenschaft, d. h., der zweiten Rotationsvibrationseigenschaft, des Rotors 14 basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 wie in 4 veranschaulicht Einheiten aufweist, von denen jede 1 (m/s2)/N entspricht.
  • Dann gibt das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B an das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C die Beschleunigungsvibrationseigenschaft und die Beschleunigungsspitze bei der Resonanzrotationsgeschwindigkeit aus, wobei die Spitzenbeschleunigung einen Resonanzcharakteristikwert bei der Beschleunigungsvibrationseigenschaft basierend auf der vorbestimmten Rotationsordnung von 50 repräsentiert.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C bestimmt basierend auf dem Resonanzcharakteristikwert bei der vorbestimmten Rotationsordnung von 50 ein Reduktionsausmaß der Vibrationsamplitude des Rotors 14. Dann bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C einen Wert der Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle, die auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungsbefehle zu überlagern sind.
  • Insbesondere wandelt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C die Beschleunigungsvibrationseigenschaft, d. h., die zweite Rotationsvibrationseigenschaft, des Rotors 14 basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 in eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 in dB um, deren vertikale Achse Einheiten hat, von denen jede 5 dB entspricht.
  • Dann bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C basierend auf der Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 in dB eine Sollreduzierung dB geringer als der Resonanzcharakteristikwert, d. h., die Beschleunigungsspitze, in dB. Basierend auf der Sollreduzierung dB bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C einen Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereich, innerhalb dessen die Harmonischen-AC-Spannungsbefehle auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungsbefehle überlagert werden.
  • Zudem bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C basierend auf der Sollreduzierung dB die Amplitude, d. h., Maximalamplitude, eines Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls.
  • Als nächstes bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C basierend auf der Änderung der Beschleunigungsvibrationseigenschaft relativ zu der Beschleunigungsspitze wie in 5 veranschaulicht eine Eigenschaft eines Amplitudenkompensationskoeffizienten K, der verwendet wird, um mit der Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls wie in 6 veranschaulicht multipliziert zu werden.
  • D. h., das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C bestimmt den Amplitudenkompensationskoeffizienten K innerhalb des Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereichs derart, dass
    • (1) ein Wert des Amplitudenkompensationskoeffizienten K auf 1 eingestellt wird, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 in Übereinstimmung mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ist,
    • (2) der Amplitudenkompensationskoeffizient K sich allmählich verringert in Übereinstimmung mit der Verringerung der Beschleunigungsvibrationseigenschaft von der Beschleunigungsspitze (siehe 5), wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht.
  • D. h., das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C reduziert allmählich die Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls innerhalb des Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereichs, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht. Es wird bestimmt, wie die Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls allmählich abfällt, um die Änderung der Vibrationsamplitude des Rotors 14 aufgrund von Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ohne Verwendung von Harmonischen-AC-Spannungsbefehlen wiederzugeben bzw. zu reflektieren.
  • Mit anderen Worten wird bestimmt, wie die Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls allmählich abfällt, um die Änderung der Beschleunigung des Rotors 14 (siehe 5) aufgrund von Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ohne Verwendung von Harmonischen-AC-Spannungsbefehlen wiederzugeben bzw. zu reflektieren.
  • Die vorstehenden Beschreibungen unter Bezugnahme auf 3 bis 6 stellen ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung derart bereit, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Beschreibungen beschränkt ist.
  • Insbesondere ist die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14, die durch das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 gespeichert ist, nicht auf die in 3 veranschaulichte Rotationsvibrationseigenschaft beschränkt. Beispielsweise kann das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 die Beschleunigungsvibrationseigenschaft, d. h., die zweite Rotationsvibrationseigenschaft, basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 wie in 4 veranschaulicht speichern.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C kann die Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 nicht basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 in eine Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 in dB umwandeln, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C dazu eingerichtet sein, um den Amplitudenkompensationskoeffizienten K direkt aus der Beschleunigungsvibrationseigenschaft, d. h., der zweiten Rotationsvibrationseigenschaft, des Rotors 14 wie in 4 veranschaulicht zu bestimmen.
  • Das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B kann die Beschleunigungsvibrationseigenschaft, wovon ein Beispiel in 5 veranschaulicht ist, umfassen, und kann zu dem Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C die Beschleunigungsspitze bei der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ausgeben.
  • Das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 gibt jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle zu dem Signalausgangsmodul 56 als einen Überlagerungsspannungsbefehl für jede Phase des Motors 10 aus, wobei jeder der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle umfasst
    • (1) die Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls, wie durch das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C bestimmt, als dessen Amplitude,
    • (2) die Phase und die Frequenz, die durch das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A erzeugt sind, als dessen Phase und Frequenz.
  • Das Signalausgangsmodul 56 überlagert die Harmonischen-AC-Spannungsbefehle für die jeweiligen Phasen des Motors 10 auf die Grund-AC-Spannungsbefehle für die gleichen Phasen des Motors 10, wodurch modulierte AC-Spannungsbefehle erzeugt werden, die an die jeweiligen Dreiphasenstatorspulen des Motors 10 anzulegen sind.
  • Das Signalausgangsmodul 56 vergleicht den modulierten AC-Spannungsbefehl für jeden der Dreiphasenstatorspulen des Motors 10 mit einem zyklischen (periodischen) Trägersignal, d. h., einem zyklischen dreieckigen Trägersignal.
  • Dann erzeugt das Signalausgangsmodul 56 basierend auf den Vergleichsergebnissen PWM-Pulssignale, d. h. Schaltsignale, wobei jedes der PWM-Pulssignale ein Tastverhältnis, d. h. einen Betriebszyklus, für jede Schaltperiode umfasst. Das Tastverhältnis repräsentiert ein steuerbares Verhältnis, d. h. einen Prozentsatz, einer Ein-Dauer an einer Gesamtdauer jeder Schaltperiode.
  • Dann gibt das Signalausgangsmodul 56 die Schaltsignale an die Steueranschlüsse der jeweiligen Schaltelemente Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, und Swn aus. Dies ermöglicht es, die an den Umrichter 20 eingegebene DC-Spannung in gesteuerte Dreiphasen-AC-Spannungen umzuwandeln, die an die jeweiligen Phasenstatorspulen des Motors 10 anzulegen sind.
  • Das Folgende beschreibt vorteilhafte Effekte, die durch die Motorsteuervorrichtung 50 und/oder das Motorsteuersystem 100 erzielt werden.
  • Die Motorsteuervorrichtung 50 umfasst das Grundbefehlserzeugungselement 51, das Rotorpositionserfassungselement 52, das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53, das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54, und das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55.
  • Das Grundbefehlserzeugungselement 51 erzeugt basierend auf der Sollrotationsgeschwindigkeit die Grund-AC-Spannungsbefehle, die an die jeweiligen Phasenstatorspulen des Stators 12 anzulegen sind.
  • Das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 speichert Information, die die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei rotierendem Rotor 14 repräsentiert, als die Rotationsvibrationseigenschaft.
  • Das Rotorpositionserfassungselement 52 und das Rotorrotationsgeschwindigkeitsberechnungselement 53, die als ein Rotationszustandserfassungselement dienen, messen jeweils die tatsächliche Rotationsposition und die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14.
  • Das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 erzeugt für die jeweiligen Phasenstatorspulen des Stators 12 Harmonischen-AC-Spannungsbefehle gemäß der/dem empfangenen Rotationsvibrationseigenschaft, Rotorpositionssignal, und Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal, wobei die Harmonischen-AC-Spannungsbefehle auf die Grund-AC-Spannungsbefehle für die jeweiligen Phasenstatorspulen, die durch das Grundbefehlserzeugungselement 51 erzeugt sind, zu überlagern sind.
  • Insbesondere erzeugt das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 für jede Phase des Motors 10 den Harmonischen-AC-Spannungsbefehl unter Verwendung der Rotationsvibrationseigenschaft, die die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei rotierendem Rotor 14 repräsentiert. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass der Harmonischen-AC-Spannungsbefehl, der für jede Phase des Motors 10 durch das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 erzeugt ist, die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei rotierendem Rotor 14 zu reflektieren.
  • Dies reduziert daher zuverlässig Motorgeräusche, die durch Vibrationen des rotierenden Rotors 14 verursacht werden.
  • Der Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst den hohlen Rotor 14. Dies kann den Rotor 14 dazu bringen, aufgrund der Zentrifugalkraft bei rotierendem Rotor 14 wahrscheinlich verformt zu werden.
  • In Hinblick auf dieses Phänomen ist das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 dazu eingerichtet, für jede Phase des Motors 10 den Harmonischen-AC-Spannungsbefehl unter Verwendung der Rotationsvibrationseigenschaft zu erzeugen, die die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei rotierendem Rotor 14 repräsentiert. Diese Konfiguration reduziert daher zuverlässig Motorgeräusche, die durch Vibrationen des rotierenden hohlen Rotors 14 verursacht werden.
  • Zusätzlich ist der Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als ein Außenrotormotor ausgestaltet, sodass der Rotor 14 eine hohle zylindrische Form aufweist, und der Stator 12 in dem Rotor 14 angeordnet ist. Dies kann verursachen, dass der Rotor 14 aufgrund der Zentrifugalkraft bei rotierendem Rotor 14 wahrscheinlich verformt wird, sodass die Amplitude von Resonanzvibrationen des Rotors 14 sich wahrscheinlich erhöhen, wenn die Resonanzvibrationen des Rotors 14 auftreten.
  • In Hinblick auf dieses Phänomen ist das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 dazu eingerichtet, um für jede Phase des Motors 10 den Harmonischen-AC-Spannungsbefehl unter Verwendung der Rotationsvibrationseigenschaft zu erzeugen, die die Naturvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei rotierendem Rotor 14 repräsentiert. Diese Konfiguration reduziert daher zuverlässig Motorgeräusche, die durch Resonanzvibrationen des rotierenden hohlen zylindrischen Rotors 14 des Außenrotormotors 10 verursacht werden.
  • Das Vibrationseigenschaftsspeichermodul 54 ist dazu eingerichtet, um den Satz aus der Ruhevibrationseigenschaft, die die Vibrationseigenschaft des Rotors 14 ist, wenn der Rotor 14 sich in dem Ruhezustand befindet, und der Korrekturfunktionsformel, die die Ruhevibrationseigenschaft zu der Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 korrigiert, zu speichern.
  • Diese Konfiguration, die die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf dem Satz der Ruhevibrationseigenschaft und der Korrekturfunktionsformel erlangt, ermöglicht es, dass die Rotationsvibrationseigenschaft leicht von anderen Faktoren der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 wie den Temperaturvariationen und den Lastvariationen des Motors 10 abhängt. D. h., diese Konfiguration reduziert die Speicherkapazität des Vibrationseigenschaftsspeichermoduls 54, das heißt des Speichers 50b, die benötigt wird, um darin die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 zu speichern, während Motorgeräusche zuverlässig reduziert werden, die durch Vibrationen des rotierenden Rotors 14 des Außenrotormotors 10 verursacht werden.
  • Insbesondere umfasst das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A, das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B, und das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C.
  • Das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B wandelt die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf der Vibrationsfrequenz des Rotors 14 in die Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 basierend auf der vorbestimmten Rotationsordnung gemäß dem Produkt der vorbestimmten Rotationsordnung und der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit N um.
  • Danach berechnet das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B einen Resonanzcharakteristikwert bei der Resonanzrotationsgeschwindigkeit bei der Beschleunigungsvibrationseigenschaft des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung.
  • Das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A und das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C erzeugen basierend auf dem durch das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B berechneten Resonanzcharakteristikwert, dem Rotorpositionssignal, und dem Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal die Amplitude, Frequenz und Phase von jedem der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle.
  • D. h., das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B berechnet den Resonanzcharakteristikwert, der bei der vorbestimmten Rotationsordnung ein größeres Geräusch verursachen könnte, wobei der Resonanzcharakteristikwert daher zuverlässig reduziert werden sollte.
  • Dann erzeugen das Harmonischenbefehlserzeugungselement 55A und das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C basierend auf dem durch das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B berechneten Resonanzcharakteristikwert, dem Rotorpositionssignal, und dem Rotorrotationsgeschwindigkeitssignal die Amplitude, Frequenz, und Phase jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle.
  • Dies resultiert daher in einer zuverlässigen Reduktion der Motorgeräusche bei der vorbestimmten Rotationsordnung, dessen Reduktion gewünscht bzw. benötigt ist.
  • Insbesondere erlangt das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B einen Wert der Rotationsgeschwindigkeit, bei dem die Beschleunigungsvibrationseigenschaft eine Spitze bzw. einen Spitzenwert aufweist, als die Resonanzrotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 bei der vorbestimmten Rotationsordnung. Mit anderen Worten hat, wenn keine Harmonischen-AC-Spannungsbefehle auf die Grund-AC-Spannungsbefehle überlagert werden, die Beschleunigungsvibrationseigenschaft eine Spitze bzw. einen Spitzenwert, d. h. eine Beschleunigungsspitze, bei der Resonanzrotationsgeschwindigkeit des Rotors 14.
  • D. h., das Resonanzeigenschaftsberechnungselement 55B reduziert die Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ungleich der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ist, um geringer als die Amplitude des entsprechenden der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle zu sein, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 gleich der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ist.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es, Motorgeräusche, die erzeugt werden, während der Rotor 14 bei der Resonanzrotationsgeschwindigkeit rotiert, zuverlässig zu reduzieren, wobei die Resonanzrotationsgeschwindigkeit verursachen kann, dass Geräusche bei der vorbestimmten Rotationsordnung wahrscheinlich erhöht werden. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ändert, während sie sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs einschließlich der Resonanzrotationsgeschwindigkeit befindet, ist es möglich, die Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 zu verringern.
  • Zudem reduziert das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C allmählich die Amplitude des Referenzharmonischen-AC-Spannungsbefehls innerhalb des Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereichs, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht.
  • Diese Konfiguration reduziert zuverlässig Variationen eines Geräuschpegels, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 über die Resonanzrotationsgeschwindigkeit variiert.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C reduziert die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen derart, dass die Reduzierung der Amplitude die Änderung der Beschleunigung des Rotors 14 reflektiert, wobei diese Änderung der Beschleunigung (Accelerance) des Rotors 14 von Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ohne Überlagerung der Harmonischen-AC-Spannungen auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungen abhängt.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es harmonischen AC-Strömen basierend auf den Harmonischen-AC-Spannungen, die effektiv bezüglich einer Reduzierung von Rotorvibrationen sind, effizient durch die Statorspule des Motors 10 zu fließen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 über die Resonanzrotationsgeschwindigkeit variiert. Dies reduziert zuverlässiger Variationen eines Motorgeräuschpegels.
  • Die obere Hälfte der 7 veranschaulicht schematisch durch die gestrichelte Linie ein erstes Vergleichsbeispiel (Vergleichsbeispiel 1) bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels. Das Vergleichsbeispiel 1 zeigt als ein Graph, wie sich der Schalldruckpegel von Geräuschen bei der 50. Rotationsordnung mit einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ohne eine Überlagerung von Harmonischen-AC-Spannungen auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungen ändert.
  • Wie durch das Vergleichsergebnis 1 veranschaulicht, weist der Graph einen Spitzenschalldruckpegel bei etwa 2930 rpm der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 auf. Die Rotationsgeschwindigkeit von 2930 rpm der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 repräsentiert die Resonanzrotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 bei der 50. Rotationsordnung.
  • Im Gegensatz dazu überlagert das erste Ausführungsbeispiel die Harmonischen-AC-Spannungen, von denen jede die Amplitude normalisiert aufweisen, um eine Spitze (bzw. einen Spitzenwert) auf 1 eingestellt zu haben, und sich entlang der Kurve des Amplitudenkompensationskoeffizienten K wie in der unteren Hälfte der 7 veranschaulicht ändert. Dies resultiert darin, dass der Schalldruckpegel flach um (bzw. über) die Resonanzrotationsgeschwindigkeit wird, wie in der oberen Hälfte der 7 durch die durchgezogene Linie veranschaulicht ist. D. h., das erste Ausführungsbeispiel reduziert den Geräuschpegel, und reduziert eine Änderung des Geräuschpegels, die durch Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 verursacht wird.
  • Die obere Hälfte der 8 veranschaulicht schematisch durch die durchgezogene Linie ein zweites Vergleichsbeispiel (Vergleichsbeispiel 2) bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels. Das Vergleichsbeispiel 2 zeigt als einen Graph, wie sich der Schalldruckpegel von Geräuschen bei der 50. Rotationsordnung ändert mit einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 bei einer Überlagerung von Harmonischen-AC-Spannungen auf die jeweiligen Grund-AC Spannungen. Zu dieser Zeit verwendet das Vergleichsbeispiel 2 die Harmonischen-AC-Spannungen, von denen jede die Amplitude aufweist, die basierend auf der Ruhevibrationseigenschaft unabhängig von bzw. ungeachtet der der Deformation des rotierenden Rotors 14 bestimmt ist.
  • Bei dem Vergleichsbeispiel 2 wird bestimmt, dass die Naturvibrationseigenschaft des ruhenden Rotors 14, d. h. des nicht rotierenden Rotors 14, einen Spitzenschalldruckpegel bei etwa 2890 rpm der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 aufweist. Das Vergleichsbeispiel 2 überlagert auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungen die Harmonischen-AC-Spannungen, von denen jede die Amplitude normalisiert aufweist, um eine Spitze von 1 zu haben, und sich entlang der Kurve des Amplitudenkompensationskoeffizienten K wie in der unteren Hälfte von 8 veranschaulicht ändert. Dies resultiert darin, dass sich der Schalldruckpegel weit ändert über bzw. um die Resonanzrotationsgeschwindigkeit, mit anderen Worten sich ändert, um eine Spitze und ein Tal bzw. einen Spitzenwert und einen Talwert zu haben, wie in der oberen Hälfte von 8 durch die durchgezogene Linie veranschaulicht ist. D. h., das zweite Vergleichsbeispiel reduziert die Spitze des Schalldruckpegels nicht ausreichend, und resultiert auch darin, dass sich der Geräuschpegel weit bzw. breit ändert, was durch Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 verursacht wird.
  • Im Gegensatz dazu vermeidet, wie vorstehend beschrieben, das erste Ausführungsbeispiel das Auftreten der vorstehenden Probleme, die aus dem Vergleichsbeispiel 2 resultieren.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das erste Ausführungsbeispiel beschränkt, und kann frei innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden.
  • Der Rotor 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die zehn Permanentmagneten 14a und ist als ein symmetrischer Rotor derart ausgestaltet, dass jeder Permanentmagnet 14a symmetrisch bezüglich des gegenüberliegenden der Permanentmagneten 14a über die bzw. quer zu der Achsenrichtung des Rotors 14 angeordnet ist. Diese Konfiguration resultiert darin, dass die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14 sich bezüglich der Ruhevibrationseigenschaft des Rotors 14 derart ändert, dass die Beschleunigungsspitze der Rotationsvibrationseigenschaft relativ zu der Beschleunigungsspitze der Ruhevibrationseigenschaft zu der höheren Frequenzseite verschoben ist. Jedoch sind die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Technologien auch für asymmetrisch ausgestaltete Rotoren effektiv bzw. wirksam.
  • 9 veranschaulicht schematisch einen Außenrotormotor 10A einschließlich eines solchen asymmetrisch ausgestalteten Rotors 14A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 9 umfasst der Rotor 14A, der eine hohle zylindrische Form aufweist, fünf Permanentmagneten 14c mit der gleichen Form, und das Rückjoch 14b. D. h., jedes Paar von Permanentmagneten 14c ist über bzw. quer zu der Achsenrichtung des Rotors 14A nicht symmetrisch zueinander angeordnet.
  • Der asymmetrisch ausgestaltete Rotor 14A verursacht, dass eine Beanspruchung aufgrund von Zentrifugalkraft nicht einheitlich bzw. gleichförmig darauf wirkt, während sich der Rotor 14A dreht. Aus diesem Grund ändert sich die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14A bezüglich der Ruhevibrationseigenschaft des Rotors 14A derart, dass die Rotationsvibrationseigenschaft des Rotors 14A zwei Beschleunigungsspitzen aufweist, die jeweils relativ zu der Beschleunigungsspitze der Ruhevibrationseigenschaft zu der höheren Frequenzseite und der niedrigeren Frequenzseite verschoben sind.
  • Insbesondere weist die in 10 veranschaulichte Beschleunigungsvibrationseigenschaft die zwei Beschleunigungsspitzen bzw. Beschleunigungsspitzenwerte auf, von denen jede einer Resonanzrotationsgeschwindigkeit (rpm) des Rotors 14 bei einer vorbestimmten Rotationsordnung entspricht.
  • D. h., die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben bestimmt, dass das vorstehende Phänomen auftritt, wenn der asymmetrisch ausgestaltete Rotor 14A verwendet wird.
  • In Hinblick auf dieses Phänomen reduziert das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Amplitude von jedem der Harmonischen-AC-Spannungen derart, dass die Reduzierung der Amplitude die Änderung der Beschleunigung des Rotors 14 widerspiegelt, wobei diese Änderung der Beschleunigung des Rotors 14 von Variationen der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 ohne eine Überlagerung der Harmonischen-AC-Spannungen auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungen abhängt.
  • Insbesondere bestimmt das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen Amplitudenkompensationskoeffizienten K, der verwendet wird, um mit der Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle multipliziert zu werden, sodass die Änderungskurve des Amplitudenkompensationskoeffizienten K im Wesentlichen gleich der in 10 veranschaulichten Änderungskurve der Beschleunigungsvibrationseigenschaft.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es harmonischen AC-Strömen basierend auf den Harmonischen-AC-Spannungen, die bei einer Reduzierung von Rotorvibrationen effektiv bzw. wirksam sind, effizient durch die Statorspulen des Motors 10 zu fließen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 über bzw. um die Resonanzrotationsgeschwindigkeit variiert. Dies reduziert weiter zuverlässig Variationen eines Motorgeräuschpegels.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert allmählich die Amplitude jedes der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle, wenn die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht. Diese allmähliche Reduzierung der Amplitude von jedem der Harmonischen-AC-Spannungsbefehle spiegelt die Änderung der Beschleunigungsvibrationseigenschaft wieder, die ohne eine Verwendung von Harmonischen-AC-Spannungen erlangt wird. Mit anderen Worten verwendet das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Änderungskurve des Amplitudenkompensationskoeffizienten K, um die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen anzupassen. Die Änderungskurve des Amplitudenkompensationskoeffizienten K ist im Wesentlichen gleich der Änderungskurve der Beschleunigungsvibrationseigenschaft, die ohne Überlagerung der Harmonischen-AC-Spannungen auf die jeweiligen Grund-AC-Spannungen erlangt wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • Insbesondere kann das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß der vorliegenden Offenbarung dazu eingerichtet sein, um die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen frei zu reduzieren, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht. Beispielsweise kann das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C dazu eingerichtet sein, um den Amplitudenkompensationskoeffizienten K zu verwenden, der sich linear verringert, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht, wie in 12 veranschaulicht.
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen reduzieren, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 nicht mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit übereinstimmt, um kleiner als die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen zu sein, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit übereinstimmt (siehe 13).
  • Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit in Übereinstimmung ist, um kleiner als die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen zu sein, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 14 nicht mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit in Übereinstimmung ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • Insbesondere kann das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß der vorliegenden Offenbarung die Amplitude von jeder der Harmonischen-AC-Spannungen beibehalten, um konstant innerhalb des Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereichs zu sein, wie in der unteren Hälfte der 14 veranschaulicht ist. Diese Konfiguration ermöglicht es, Motorgeräusche, die aufgrund von Rotorvibrationen erzeugt werden, wenn der Rotor 14 rotiert, zuverlässig zu reduzieren.
  • Jedes der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen, die vorstehend ausgeführt sind, ist derart eingerichtet, dass der Amplitudenkompensationskoeffizient K auf gleich oder kleiner als 1 eingestellt ist, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Insbesondere können jedes aus dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen wie vorstehend dargelegt derart eingerichtet sein, dass der Amplitudenkompensationskoeffizient K derart eingestellt ist, um größer als 1 zu sein, oder derart eingestellt ist, um kleiner als 1 zu sein. Das Anpassungselement einer Harmonischenamplitude 55C gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Phase von jeder der Harmonischen-AC-Spannungen innerhalb des Überlagerungsrotationsgeschwindigkeitsbereichs ändern, während die Amplitude jeder der Harmonischen-AC-Spannungen konstant beibehalten wird.
  • Der Motor 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist als ein Außenrotormotor ausgestaltet, doch die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Insbesondere ist 15 eine Querschnittsansicht, die auf einer Ebene senkrecht zu der Achsenrichtung (axialen Richtung) eines Innenrotormotors 106 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung genommen ist. In 15 ist eine Schraffur weggelassen, um den Querschnitt des Motors 10B deutlich zu veranschaulichen.
  • Der in 15 veranschaulichte Motor 106 umfasst einen Stator 15 und einen Rotor 16, der angeordnet ist, um rotierbar bezüglich des Stators 15 zu sein. Der Stator 15 weist eine hohle zylindrische Form, d. h., eine Ringform auf. Der Stator 15 ist angeordnet, um den Rotor 16 mit einem Luftspalt zwischen dem Außenrandbereich des Rotors 16 und dem Innenrandbereich jedes von Zähnen 15a des Stators 15 wie später beschrieben zu umgeben. Mit anderen Worten ist der Rotor 16 in dem Stator 15 bei einem radial Inneren des Stators 15 angeordnet.
  • Der Rotor 16 umfasst eine Vielzahl von Permanentmagneten 16a und einen zylindrischen Rotorkern 16b, der angeordnet ist, um die Permanentmagneten 16a derart zu verbinden, dass die verbundenen Permanentmagneten 16a eine Ringform aufweisen.
  • Beispielsweise umfasst der Rotor 16 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zehn Permanentmagneten 16a mit der gleichen Form. Jeder der Permanentmagneten 16a dient als ein Magnetpol. Das heißt, jeder der Permanentmagneten 16a weist einen Magnetpol auf, der sich radial nach außen von dem Rotorkern 16b erstreckt. Die Polaritäten der Permanentmagneten 16a, die in der Umfangsrichtung des Rotors 16 angeordnet sind, ändern sich wechselweise. Insbesondere sind N- und S-Polpermanentmagnete 16a wechselweise in der Umfangsrichtung des Rotors 16 angeordnet. Bezugnehmend auf 15 repräsentiert der in einem Permanentmagneten 16a abgebildete und nach außen orientierte Pfeil einen N-Pol, und der in einem anderen Permanentmagneten 16a abgebildete und nach innen orientierte Pfeil repräsentiert einen S-Pol.
  • Der Stator 15 umfasst einen hohlen zylindrischen Statorkern 15a und eine Vielzahl von Zähnen 15b (beispielsweise zwölf), von denen jeder kontinuierlich radial nach innen von dem Innenrandbereich des Statorkerns 15a hervorsteht. Die Zähne 15b sind in der Umfangsrichtung des Statorkerns 15a mit regelmäßigen Abständen mittels Spalten bzw. Nuten 15c angeordnet. Das heißt, jeder der Zähne 15b liegt dem Außenrandbereich des Rotors 16 mit einem Luftspalt dazwischen gegenüber.
  • Bezugnehmend auf 16 weist der Rotorkern 16b des Rotors 10 beispielsweise ein ringförmiges, einen Boden aufweisendes Loch koaxial zu der Mittelachse davon zur Reduktion des Trägheitsmomentes auf. D. h., 16 ist eine Querschnittsansicht des Rotorkerns 16b, die auf einer Ebene genommen ist, die durch die Rotationsachse des Rotors 16, das heißt eine Mittelachse des Rotorkerns 16b, hindurch geht. In 16 repräsentiert eine Strichpunktlinie die Rotationsachse des Motors 16.
  • Die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 sind wirksam bezüglich einer Anwendung auf den Innenrotormotor 10B.
  • Der Motor 10B, der in 15 und 16 veranschaulicht ist, ist derart eingerichtet, dass der Rotorkern 16b einen zumindest teilweise hohlen Abschnitt darin aufweist. Dies kann verursachen, dass der Rotor 16 aufgrund der Zentrifugalkraft bei rotierendem Rotor 16 wahrscheinlich verformt wird.
  • In Hinblick auf dieses Phänomen ist das Überlagerungsbefehlserzeugungselement 55 dazu eingerichtet, um für jede Phase des Motors 10 den Harmonischen-AC-Spannungsbefehl unter Verwendung der Rotationsvibrationseigenschaft, die die Naturvibrationseigenschaft (natürliche Vibrationseigenschaft) des Rotors 16 bei rotierendem Rotor 16 repräsentiert, zu erzeugen. Diese Konfiguration reduziert daher zuverlässig Motorgeräusche, die durch Vibrationen des rotierenden hohlen Rotors 16 verursacht werden.
  • Natürlich ist die Form des Rotorkerns 16b, d. h. des Rotors 16, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nicht auf die teilweise hohe zylindrische Form begrenzt. D. h., der Rotorkern 16b kann eine massive zylindrische Form aufweisen.
  • Die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß jedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele und deren Abwandlungen sind dazu eingerichtet, um Geräusche bei der 50. Rotationsordnung zu reduzieren, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Insbesondere können die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß jedem aus dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen dazu eingerichtet sein, um Geräusche bei einer ausgewählten m-ten Rotationsordnung zu reduzieren, wobei m eine positive Ganzzahl ist, die eingestellt ist, um größer als 2 und verschieden von 50 zu sein.
  • Der Motor 10 ist derart ausgestaltet, um fünf Polpaare und zwölf Spalten bzw. Nuten aufzuweisen, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Insbesondere können die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß jedem aus dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen wirksam bei Motoren sein, die eine vorbestimmte Anzahl von Polpaaren und eine vorbestimmte Anzahl von Spalten aufweisen, die verschieden von den fünf Polpaaren und den zwölf Spalten sind.
  • Der Motor 10 ist ein Dreiphasenmotor, aber die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen können auf Multiphasenmotoren angewendet werden, deren Anzahl von Phasen auf höher als drei Phasen eingestellt ist. Der Motor 10 ist als ein Permanentmagnetsynchronmotor ausgestaltet, kann aber auch als ein anderer Motor, wie ein Wicklungsfeldsynchronmotor einschließlich einer Feldwicklung in dem Rotor ausgestaltet sein.
  • Der Motor 10 umfasst den Rotationspositionssensor 16, und das Rotationspositionserfassungselement 52 erfasst die Rotationsposition des Rotors 14 basierend auf dem Meßsignal, das von dem Rotationspositionssensor 52 gesendet ist, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann der Motor 10 keine Rotationspositionssensoren umfassen, und das Rotorpositionserfassungselement 52 kann die Rotationsposition des Rotors 14 basierend auf einem oder mehreren elektrischen Parametern, die mit der Rotationsposition des Rotors 14 verknüpft sind, wie die Phase von zumindest einem der Dreiphasenströme, die durch die jeweiligen Verbindungsleitungen 25 fließen, berechnen. Mit anderen Worten können die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen dazu eingerichtet sein, um eine sensorlose Steuerung des Motors 10 durchzuführen.
  • Die Steuervorrichtung 50 und das Motorsteuersystem 100 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und deren Abwandlungen können für Motoren für eine andere Last als den Ventilator 19 eingerichtet sein.
  • Während veranschaulichende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung hierin beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, beschränkt, sondern umfassen jegliche und alle Ausführungsbeispiele mit Abwandlungen, Weglassungen, Kombinationen (beispielsweise von Aspekten aus verschiedenen Ausführungsbeispielen), Anpassungen und/oder Abwechslungen wie durch den Fachmann basierend auf der vorliegenden Offenbarung erkannt werden. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind basierend auf der in den Ansprüchen verwendeten Sprache breit zu interpretieren und nicht auf in der vorliegenden Spezifikation oder während der Verfolgung der Anmeldung beschriebenen Beispiele beschränkt, wobei die Beispiele als nicht exklusiv verstanden werden sollen.
  • Bei einer Steuervorrichtung erzeugt ein Grundspannungserzeugungselement basierend auf einer Sollrotationsgeschwindigkeit einen Grundspannungsbefehl für eine Grundspannung. Ein Eigenschaftsspeicher speichert eine Naturvibrationseigenschaft eines Rotors, wenn der Rotor rotiert, als eine Rotationsvibrationseigenschaft. Ein Rotationszustandserfassungselement erfasst eine Rotationsposition und eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als einen Rotationszustand des Rotors. Ein Harmonischenspannungserzeugungselement erzeugt basierend auf dem Rotationszustand des Rotors und der Rotationsvibrationseigenschaft einen Harmonischenspannungsbefehl, der auf den durch das Grundspannungserzeugungselement erzeugten Grundspannungsbefehl zu überlagern ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015-220544 [0001]
    • JP 2015-128368 [0003]

Claims (8)

  1. Steuervorrichtung für einen Motor einschließlich eines Stators mit einer Statorspule und eines Rotors mit einem Rotormagnetfeld, wobei eine AC-Spannung basierend auf einer Sollrotationsgeschwindigkeit in die Statorspule als eine Grundspannung eingegeben ist, sodass magnetische Interaktionen zwischen einem Statormagnetfeld, das durch die Statorspule erzeugt wird, und dem Rotormagnetfeld den Rotor rotieren, wobei die Steuervorrichtung aufweist ein Grundspannungserzeugungselement, das dazu eingerichtet ist, um basierend auf der Sollrotationsgeschwindigkeit einen Grundspannungsbefehl für die Grundspannung zu erzeugen, einen Eigenschaftsspeicher, der dazu eingerichtet ist, um eine Naturvibrationseigenschaft des Rotors, wenn der Rotor rotiert, als eine Rotationsvibrationseigenschaft zu speichern, ein Rotationszustandserfassungselement, das dazu eingerichtet ist, um eine Rotationsposition und eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotors als einen Rotationszustand des Rotors zu erfassen, und ein Harmonischenspannungserzeugungselement, das dazu eingerichtet ist, um basierend auf dem Rotationszustand des Rotors und der Rotationsvibrationseigenschaft einen Harmonischenspannungsbefehl zu erzeugen, der dem durch das Grundspannungserzeugungselement erzeugten Grundspannungsbefehl zu überlagern ist.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eigenschaftsspeicher als die Rotationsvibrationseigenschaft Information speichert einschließlich einer Ruhevibrationseigenschaft, die eine Naturvibrationseigenschaft bei ruhendem Rotor repräsentiert, und einer Korrekturfunktionsformel, die die Ruhevibrationseigenschaft zu der Rotationsvibrationseigenschaft korrigiert.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Harmonischenspannungserzeugungselement umfasst ein Resonanzeigenschaftsberechnungselement, das dazu eingerichtet ist, um die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors mit einer vorbestimmten Rotationsordnung zu multiplizieren, um dadurch ein Produkt der vorbestimmten Rotationsordnung und der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors zu berechnen, und um basierend auf der Rotationsvibrationseigenschaft und dem berechneten Produkt einen Wert der Rotationsvibrationseigenschaft entsprechend einer Resonanzrotationsgeschwindigkeit bei der vorbestimmten Rotationsordnung als einen Resonanzcharakteristikwert zu berechnen, und ein Harmonischenspannungsbestimmungselement, das dazu eingerichtet ist, um basierend auf dem Resonanzcharakteristikwert und dem Rotationszustand des Rotors eine Frequenz, eine Amplitude, und eine Phase des Harmonischenspannungsbefehls zu bestimmen.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rotationsvibrationseigenschaft eine erste Rotationsvibrationseigenschaft basierend auf einer Vibrationsfrequenz des Rotors ist, und das Harmonischenspannungsbestimmungselement ein Amplitudenbestimmungselement umfasst, das dazu eingerichtet ist, um die Amplitude des Harmonischenspannungsbefehls zu bestimmen, wobei das Amplitudenbestimmungselement dazu eingerichtet ist, um die erste Rotationsvibrationseigenschaft in eine zweite Rotationsvibrationseigenschaft basierend auf der vorbestimmten Rotationsordnung umzuwandeln, eine Spitze der zweiten Rotationsvibrationseigenschaft als den Resonanzcharakteristikwert zu erlangen, wobei die Spitze der Resonanzrotationsgeschwindigkeit entspricht, und die Amplitude des Harmonischenspannungsbefehls zu reduzieren, wenn der Rotationswert des Motors nicht in Übereinstimmung mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ist, um geringer als die Amplitude des Harmonischenspannungsbefehls zu sein, wenn der Rotationswert des Rotors in Übereinstimmung mit der Resonanzrotationsgeschwindigkeit ist.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Amplitudenbestimmungselement dazu eingerichtet ist, um die Amplitude des Harmonischenspannungsbefehls zu verringern, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Amplitudenbestimmungselement dazu eingerichtet ist, um basierend auf einer Änderung der zweiten Rotationsvibrationseigenschaft relativ zu der Resonanzrotationsgeschwindigkeit die Amplitude des Harmonischenspannungsbefehls zu reduzieren, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors von der Resonanzrotationsgeschwindigkeit abweicht.
  7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rotor einen zumindest teilweise hohlen Abschnitt darin aufweist.
  8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Rotor eine hohle zylindrische Form aufweist, und der Stator in einem hohlen Abschnitt des Rotors angeordnet ist.
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