DE102022206288A1 - Method for producing an electrical machine, method for commissioning and control and/or regulating unit - Google Patents

Method for producing an electrical machine, method for commissioning and control and/or regulating unit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine (100), insbesondere eine Drehfeldmaschine, wobei eine Rastmomentkompensation (140) für die elektrische Maschine bestimmt und zur Verwendung bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschine (100) hinterlegt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer elektrischen Maschine (100) sowie eine Steuer- und/oder Regeleinheit (110) für eine elektrische Maschine (100).The invention relates to a method for producing an electrical machine (100), in particular an induction machine, wherein a cogging torque compensation (140) is determined for the electrical machine and stored for use when starting up the electrical machine (100). The invention also relates to a method for starting up an electrical machine (100) and to a control and/or regulating unit (110) for an electrical machine (100).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer elektrischen Maschine sowie eine Steuer- und/oder Regeleinheit für eine elektrische Maschine.The present invention relates to a method for producing an electrical machine, a method for putting an electrical machine into operation and a control and/or regulating unit for an electrical machine.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei elektrischen Maschinen, insbesondere solchen mit Permanentmagneten im Ständer und einem genuteten Anker aus Elektroblechen oder umgekehrt, mit einem genuteten Ständer und einem Anker mit Permanentmagneten, treten sog. Rastmomente oder eine sog. Polfühligkeit auf. Dies gilt auch für elektrische Maschinen, die sowohl im Ständer als auch im Anker genutet sind. Durch die Änderung des Luftspalts beim Wechsel von Ankerzahn auf Ankernut gegenüber den Permanentmagneten variiert der magnetische Widerstand und damit die Kraft auf den Anker. Dieser Effekt ist in den meisten elektrischen Maschinen unerwünscht. Rastmomente führen zu schwankenden Drehmomenten und damit auch zu schwankenden Drehzahlen (unruhiger Lauf, insbesondere bei kleinen Drehzahlen). Der Rotor bzw. Anker bleibt z.B. auch nach dem Abschalten der Maschine nur in bestimmten Stellungen stehen.In electrical machines, especially those with permanent magnets in the stator and a grooved armature made of electrical sheets or vice versa, with a grooved stator and an armature with permanent magnets, so-called cogging torques or so-called pole sensitivity occur. This also applies to electrical machines that have grooves in both the stator and the armature. By changing the air gap when changing from armature tooth to armature groove compared to the permanent magnets, the magnetic resistance and thus the force on the armature varies. This effect is undesirable in most electrical machines. Cogging torques lead to fluctuating torques and therefore also to fluctuating speeds (unsteady running, especially at low speeds). For example, the rotor or armature only remains in certain positions even after the machine is switched off.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, ein Verfahren zur Inbetriebnahme und Steuer- und/oder Regeleinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for producing an electrical machine, a method for commissioning and a control and/or regulating unit with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject of the subclaims and the following description.

Die Erfindung beschäftigt sich mit elektrischen Maschinen, insbesondere Drehfeldmaschinen, und den eingangs erwähnten Rastmomenten. Um die erwähnte, unterwünschten Effekte durch solche Rastmomente zu reduzieren oder gar zu vermeiden, kommt eine Kompensation der Rastmomente bzw. eine Rastmomentkompensation in Betracht. Damit kann ein Gleichlaufverhalten der elektrischen Maschine erreicht werden.The invention deals with electrical machines, in particular induction machines, and the cogging torques mentioned at the beginning. In order to reduce or even avoid the mentioned, undesirable effects caused by such cogging moments, compensation for the cogging moments or cogging torque compensation can be considered. This allows the electrical machine to run in sync.

Hierzu ist es möglich, bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschine, also bei deren erstmaliger Verwendung am gewünschten Einsatzort, eine Messreihe aufzunehmen. In einer solchen Messreihe können z.B. tatsächlich auftretenden Momente und/oder Drehzahlunregelmäßigkeiten über dem Drehwinkel enthalten sein. Basierend darauf kann eine Rastmomentkompensation bestimmt werden, die im laufenden Betrieb z.B. über eine Vorsteuerung diese Unregelmäßigkeiten der elektrischen Maschine reduziert, im Idealfall sogar vollständig kompensiert, indem die Ansteuerung entsprechend variiert wird. Bei der Rastmomentkompensation handelt es sich also insbesondere um eine Beschreibung, wie z.B. die Ansteuergrößen der elektrischen Maschine, insbesondere die Strombeaufschlagung, angepasst werden müssen, um das Rastmoment möglichst gut und genau auszugleichen. Eine solche Rastmomentkompensation bzw. eine Beschreibung hiervon kann dann z.B. in einer Steuer- und/oder Regeleinheit der elektrischen Maschine abgelegt bzw. hinterlegt werden, sodass nach der Inbetriebnahme bei weiterem regulärem Betrieb darauf zugegriffen werden kann bzw. diese immer verwendet wird.For this purpose, it is possible to record a series of measurements when the electrical machine is put into operation, i.e. when it is used for the first time at the desired location. Such a series of measurements can, for example, contain actual torques and/or speed irregularities over the angle of rotation. Based on this, a cogging torque compensation can be determined, which reduces these irregularities in the electrical machine during operation, for example via a pilot control, and ideally even completely compensates for them by varying the control accordingly. The cogging torque compensation is therefore in particular a description of how, for example, the control variables of the electrical machine, in particular the current application, must be adjusted in order to compensate for the cogging torque as well and precisely as possible. Such a cogging torque compensation or a description thereof can then be stored or stored, for example, in a control and/or regulating unit of the electrical machine, so that after commissioning it can be accessed during further regular operation or it is always used.

Dieses Vorgehen hat jedoch, wie sich gezeigt hat, gewisse Nachteile. So sind bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschine eben die für die Bestimmung der Rastmomentkompensation nötigen Schritte erforderlich, was den Zeit- und Kostenaufwand erhöht. Die Messung hierfür sollte oder muss im Idealfall sogar ohne Mechanik erfolgen, um externe Störungen zu vermeiden. Außerdem ist ein gewisses Anwendungs-Know-How (sog. Expertenwissen) erforderlich, d.h. die Inbetriebnahme muss durch eine fachkundige Person durchgeführt werden. Außerdem müssen nach einem Austausch der elektrischen Maschine diese Schritte für die Bestimmung der Rastmomentkompensation erneut durchgeführt werden, d.h. die Messreihe muss neu ermittelt werden.However, as has been shown, this approach has certain disadvantages. When commissioning the electrical machine, the steps necessary to determine the cogging torque compensation are required, which increases the time and cost. The measurement for this should or ideally must even be carried out without mechanics in order to avoid external interference. In addition, a certain application know-how (so-called expert knowledge) is required, i.e. commissioning must be carried out by a qualified person. In addition, after replacing the electrical machine, these steps for determining the cogging torque compensation must be carried out again, i.e. the series of measurements must be determined again.

Vor diesem Hintergrund wird nun vorgeschlagen, bereits beim Herstellen einer elektrischen Maschine Daten für die Rastmomentkompensation zu bestimmen und für die spätere Verwendung zu speichern. Diese Daten können zur Verwendung bei der Inbetriebnahme und bei späteren Betrieb der elektrischen Maschine hinterlegt werden, z.B. in einer externen Datenbank, auf die bei oder ggf. vor der Inbetriebnahme zugegriffen werden kann. Denkbar ist auch, die Rastmomentkompensation auf einer Steuer- und/oder Regeleinheit der elektrischen Maschine zu hinterlegen bzw. zu speichern. Weiterhin ist denkbar, die Rastmomentkompensation im Datenspeicher des an der elektrischen Maschine angebauten Gebers (Feedbacks) abzulegen, also einem sog. Geberdatenspeicher, z.B. eines Drehgebers bzw. Inkrementalgebers. Auf diese Weise kann die Rastmomentkompensation direkt bei der Inbetriebnahme (und danach) verwendet werden, das zeit- und kostspielige Erstellen einer Messreihe und anschließende Hinterlegen der Rastmomentkompensation ist nicht mehr erforderlich.Against this background, it is now proposed to determine data for the cogging torque compensation when an electrical machine is manufactured and to store it for later use. This data can be stored for use during commissioning and later operation of the electrical machine, for example in an external database that can be accessed during or possibly before commissioning. It is also conceivable to store or store the cogging torque compensation on a control and/or regulating unit of the electrical machine. It is also conceivable to store the cogging torque compensation in the data memory of the encoder (feedback) attached to the electrical machine, i.e. a so-called encoder data memory, for example a rotary encoder or incremental encoder. In this way, the cogging torque compensation can be used directly during commissioning (and afterwards), the time-consuming and costly creation of a series of measurements and subsequent storage of the cogging torque compensation is no longer necessary.

Dabei kommen zwei bevorzugte Varianten einer Rastmomentkompensation in Betracht. Bevorzugt wird oder ist die Rastmomentkompensation typspezifisch für einen Typ der elektrischen Maschine bestimmt, d.h. es handelt sich um eine typspezifische Rastmomentkompensation. Unter einem Typ einer elektrischen Maschine sind dabei bestimmte Größen oder Parameter für eine elektrische Maschine zu verstehen. Mit anderen Worten gilt eine typspezifische Rastmomentkompensation für eine Vielzahl von elektrischen Maschinen, die jedoch gewisse Gemeinsamkeiten aufweisen, d.h. bestimmte Größen oder Parameter gemeinsam haben. Dies können z.B. geometrische Abmessungen, Anzahl an Permanentmagneten, Art und Anzahl sowie Abmessungen von Nuten, Zähnen und dergleichen sein.Two preferred variants of cogging torque compensation come into consideration. The cogging torque compensation is or is preferably determined type-specifically for a type of electrical machine, ie it is type-specific Cogging torque compensation. A type of electrical machine refers to certain sizes or parameters for an electrical machine. In other words, type-specific cogging torque compensation applies to a large number of electrical machines, which, however, have certain similarities, ie have certain sizes or parameters in common. These can be, for example, geometric dimensions, number of permanent magnets, type and number and dimensions of grooves, teeth and the like.

Damit die typspezifische Rastmomentkompensation bei der individuellen elektrischen Maschine geeignet angewendet werden kann, benötigt die Steuer- und/oder Regeleinheit der elektrischen Maschine dann z.B. die Information über den elektrischen Winkel, der z.B. mittels eines Sensors (dann ggf. mit Umrechnung eines mechanischen in einen elektrischen Winkel unter Berücksichtigung des Kommutierungsoffsets) oder über ein Modell ermittelt werden kann.So that the type-specific cogging torque compensation can be used appropriately in the individual electrical machine, the control and/or regulating unit of the electrical machine then requires, for example, the information about the electrical angle, which is determined, for example, by means of a sensor (then possibly with conversion from a mechanical to an electrical Angle taking into account the commutation offset) or can be determined using a model.

Bevorzugt ist es auch, wenn die Rastmomentkompensation exemplarspezifisch für das konkrete Exemplar der elektrischen Maschine bestimmt ist oder wird. Hier gilt die Rastmomentkompensation dann insbesondere genau oder nur für die individuelle elektrische Maschine. Eine Identifizierung kann beispielsweise durch eine elektronische Seriennummer erfolgen.It is also preferred if the cogging torque compensation is or is determined specifically for the specific example of the electrical machine. Here the cogging torque compensation applies particularly precisely or only to the individual electrical machine. Identification can be done, for example, by an electronic serial number.

Vorzugsweise ist oder wird die Rastmomentkompensation in Abhängigkeit oder als Funktion von zumindest einer der folgenden Größen bestimmt: einem elektrischen Winkel der elektrischen Maschine, einer Temperatur zumindest einer Komponente der elektrischen Maschine, einer Drehrichtung der elektrischen Maschine und eines Stromes (insbesondere Antriebsstromes) der elektrischen Maschine. Dies erlaubt es, die Rastmomentkompensation auch bei veränderten Betriebsbedingungen möglichst gut und effizient zu gestalten.Preferably, the cogging torque compensation is or is determined depending on or as a function of at least one of the following variables: an electrical angle of the electrical machine, a temperature of at least one component of the electrical machine, a direction of rotation of the electrical machine and a current (in particular drive current) of the electrical machine . This allows the cogging torque compensation to be designed as well and efficiently as possible, even when operating conditions change.

Vorzugsweise wird oder ist die Rastmomentkompensation als mathematische Funktion bestimmt. Dies kann z.B. als Überlagerung von Sinus-Kurven erfolgen, wobei die einzelnen Sinus-Kurven (Einzelsignale) z.B. mit geeigneten Koeffizienten gewichtet sind, bspw. in Form einer Fourier-Reihe. Die erwähnte Temperaturabhängigkeit kann hier z.B. über die Amplitude und/oder Phase dieser Einzelsignale berücksichtigt werden. Ebenso bevorzugt ist es aber, wenn die Rastmomentkompensation als Kennfeld bestimmt ist oder wird. In einem solchen Kennfeld können z.B. Wertepaare enthalten sein; auch über ein Kennfeld können also die Abhängigkeiten von den erwähnten Größen berücksichtigt werden.The cogging torque compensation is or is preferably determined as a mathematical function. This can be done, for example, as a superposition of sine curves, with the individual sine curves (individual signals) being weighted, for example, with suitable coefficients, for example in the form of a Fourier series. The temperature dependence mentioned can be taken into account here, for example, via the amplitude and/or phase of these individual signals. However, it is also preferred if the cogging torque compensation is or is determined as a characteristic map. Such a map can contain, for example, pairs of values; The dependencies on the variables mentioned can also be taken into account using a map.

Die erwähnte exemplarspezifische Rastmomentkompensation kann insbesondere basierend auf, insbesondere durch Anpassung, einer vorbestimmten Rastmomentkompensation der elektrischen Maschine bestimmt sein oder werden. So kann z.B. eine Rastmomentkompensation, die als mathematische Funktion vorliegt, entsprechend angepasst werden; so können z.B. einzelne Koeffizienten an das konkrete Exemplar angepasst werden. Zweckmäßig ist, wenn die erwähnte typspezifische Rastmomentkompensation als Grundlage verwendet wird, also entsprechend angepasst wird. Ebenso möglich ist es aber, die exemplarspezifische Rastmomentkompensation bei der Herstellung der elektrischen Maschine, also z.B. im Werk, entsprechend zu vermessen, also z.B. eine Messreihe wie bisher bei der Inbetriebnahme, aufzunehmen und daraus die exemplarspezifische Rastmomentkompensation zu bestimmen.The example-specific cogging torque compensation mentioned can be determined in particular based on, in particular by adapting, a predetermined cogging torque compensation of the electrical machine. For example, cogging torque compensation, which is available as a mathematical function, can be adjusted accordingly; For example, individual coefficients can be adapted to the specific example. It is useful if the type-specific cogging torque compensation mentioned is used as a basis, i.e. adjusted accordingly. However, it is also possible to measure the example-specific cogging torque compensation during the manufacture of the electrical machine, for example in the factory, for example to record a series of measurements as before during commissioning and to determine the example-specific cogging torque compensation from this.

Wie erwähnt, kann die Rastmomentkompensation z.B. in einer externen Datenbank abgelegt werden. Je nach Art der Rastmomentkompensation ist dann also z.B. zu deren Abruf bei der Inbetriebnahme der Typ der verwendeten elektrischen Maschine nötig, oder aber eine Seriennummer, die das konkrete Exemplar identifiziert.As mentioned, the cogging torque compensation can be stored in an external database, for example. Depending on the type of cogging torque compensation, the type of electrical machine used is required, for example, to retrieve it during commissioning, or a serial number that identifies the specific example.

Die Erfindung betrifft neben der Herstellung auch eine Inbetriebnahme und einen Betrieb einer elektrischen Maschine. Hierbei wird eine vor der Inbetriebnahme bestimmte Rastmomentkompensation für die elektrische Maschine für den zukünftigen Betrieb der elektrischen Maschine verwendet wird. Bei der vor der Inbetriebnahme bestimmte Rastmomentkompensation handelt es sich insbesondere um die bei der Herstellung bestimmte Rastmomentkompensation, wie vorstehend erläutert, also z.B. um eine typspezifische oder exemplarspezifische Rastmomentkompensation. Die Rastmomentkompensation muss also nicht erst bei der Inbetriebnahme aufwändig bestimmt werden.In addition to the production, the invention also relates to the commissioning and operation of an electrical machine. Here, a cogging torque compensation for the electrical machine determined before commissioning is used for future operation of the electrical machine. The cogging torque compensation determined before commissioning is in particular the cogging torque compensation determined during production, as explained above, i.e., for example, a type-specific or example-specific cogging torque compensation. The cogging torque compensation does not have to be laboriously determined during commissioning.

Die vorbestimmte Rastmomentkompensation kann dann z.B. von extern, also z.B. der erwähnten Datenbank erhalten werden und dann auf der elektrischen Maschine, insbesondere auf einer Steuer- und/oder Regeleinheit der elektrischen Maschine hinterlegt werden.The predetermined cogging torque compensation can then be obtained externally, for example from the database mentioned, and then stored on the electrical machine, in particular on a control and/or regulating unit of the electrical machine.

Eine erfindungsgemäße Steuer- und/oder Regeleinheit für eine elektrische Maschine weist eine bei der Herstellung der elektrischen Maschine erstellte Rastmomentkompensation auf; eine solche Rastmomentkompensation ist also ab Werk darauf bzw. auf einem Speicher hinterlegt.A control and/or regulating unit according to the invention for an electrical machine has a cogging torque compensation created during the manufacture of the electrical machine; Such a cogging torque compensation is stored on it or in a memory at the factory.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.

FigurenbeschreibungCharacter description

  • 1 zeigt eine Regelung einer elektrischen Maschine mit Rastmomentkompensation. 1 shows a control of an electrical machine with cogging torque compensation.
  • 2 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. 2 shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • 3 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 3 shows a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist schematisch eine Regelung einer elektrischen Maschine 100 mit Rastmomentkompensation dargestellt. Die elektrische Maschine 100 weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 110 auf, mittels welcher die Regelung durchgeführt werden kann. Die elektrische Maschine weist z.B. Permanentmagneten im Ständer und einen genuteten Anker aus Elektroblechen oder umgekehrt auf; insbesondere kann es sich um eine Drehfeldmaschine handeln.In 1 A control system of an electrical machine 100 with cogging torque compensation is shown schematically. The electrical machine 100 has a control and/or regulating unit 110, by means of which the regulation can be carried out. The electrical machine has, for example, permanent magnets in the stator and a grooved armature made of electrical sheets or vice versa; In particular, it can be a rotating field machine.

Beispielsweise soll die elektrische Maschine 100 mit einer Solldrehzahl nSoll betrieben werden. Im Rahmen der Regelung wird von der Solldrehzahl nSoll eine Istdrehzahl nist, die z.B. mittels eines Drehzahl- und/oder Winkelsensors 120 erfasst wird, abgezogen. Die daraus resultierende Regeldifferenz wird einem Drehzahlregler 130 zugeführt, in dem ein Sollmoment MSoll bestimmt wird, das von der elektrischen Maschine umzusetzen ist.For example, the electrical machine 100 should be operated at a target speed n target . As part of the control, an actual speed n ist , which is detected, for example, by means of a speed and/or angle sensor 120, is subtracted from the target speed n target. The resulting control difference is fed to a speed controller 130, in which a target torque M target is determined, which is to be implemented by the electric machine.

Auf das Sollmoment MSoll wirkt das sog. Rastmoment MR additiv ein. Das Sollmoment würde damit geändert, es käme zu einer schwankenden Drehzahl. Um dieses Rastmoment MR zu kompensieren - oder zumindest weitestgehend zu kompensieren - kann ein Kompensationsmoment MK zum Sollmoment MSoll addiert werden. Wenn das Kompensationsmoment MK derart gewählt ist, dass es das Rastmoment MR genau kompensiert, hat das Rastmoment keinen Einfluss mehr auf die Drehzahl. Beispielsweise kann das Kompensationsmoment MK um 180° phasenverschoben zum Rastmoment MR sein, wie hier angedeutet.The so- called cogging torque M R has an additive effect on the target torque M target. This would change the target torque, resulting in a fluctuating speed. In order to compensate for this cogging torque M R - or at least to compensate for it as much as possible - a compensation torque M K can be added to the target torque M Soll . If the compensation torque M K is selected such that it exactly compensates for the cogging torque M R , the cogging torque no longer has any influence on the speed. For example, the compensation torque M K can be 180° out of phase with the cogging torque M R , as indicated here.

Es versteht sich jedoch, dass das Rastmoment und damit das Kompensationsmoment auch anders aussehen können. Um das Kompensationsmoment MK immer möglichst wie gewünscht zu erreichen, kann eine Rastmomentkompensation 140 - also z.B. eine mathematische Funktion oder ein Kennfeld - verwendet werden. Diese Rastmomentkompensation 140 kann z.B. abhängig von einem elektrischen Winkel φ der elektrischen Maschine und einer Temperatur T einer Komponente der elektrischen Maschine, z.B. eines Ankers, sein, d.h. abhängig von aktuellen Werten dieser Größe ein bestimmtes Kompensationsmoment MK umfassen oder ausgeben, das dann z.B. im Wege der Vorsteuerung umgesetzt wird. Die Funktion kann z.B. eine Fourier-Reihe sein, deren Koeffizienten von den genannten Größen abhängen.However, it is understood that the cogging torque and thus the compensation torque can also look different. In order to always achieve the compensation torque M K as desired, a cogging torque compensation 140 - for example a mathematical function or a characteristic map - can be used. This cogging torque compensation 140 can, for example, be dependent on an electrical angle φ of the electrical machine and a temperature T of a component of the electrical machine, for example an armature, that is, depending on current values of this variable, it can include or output a specific compensation torque M K , which is then, for example, in Ways of feedforward control are implemented. The function can be, for example, a Fourier series whose coefficients depend on the quantities mentioned.

In 2 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar ein Verfahren zum Herstellen und zur Inbetriebnahme einer elektrischen Maschine, wie sie z.B. in 1 gezeigt ist.In 2 a sequence of a method according to the invention is shown in a preferred embodiment, namely a method for producing and commissioning an electrical machine, as shown in, for example 1 is shown.

Hierzu wird, in einem Schritt 200, z.B. in einem Werk eine elektrische Maschine eines bestimmten Typs vermessen, d.h. es wird eine Messreihe aufgenommen, anhand welcher das Rastmoment wie auch in Bezug auf 1 erwähnt ersichtlich ist. Dabei können insbesondere auch mehreren Messreihen aufgenommen werden, z.B. für verschiedene Werte von Größen wie der Temperatur der elektrischen Maschine.For this purpose, in a step 200, for example in a factory, an electrical machine of a certain type is measured, ie a series of measurements is recorded, based on which the cogging torque as well as in relation to 1 mentioned can be seen. In particular, several series of measurements can be recorded, for example for different values of variables such as the temperature of the electrical machine.

In einem Schritt 210 wird dann anhand dieser einen oder der mehreren Messreihen z.B. eine mathematische Funktion bestimmt oder erstellt, die konkrete Werte für ein Kompensationsmoment für verschiedene Werte von Größen der elektrischen Maschine angibt. Beispielsweise kann die mathematische Funktion eine Überlagerung von Einzelsignalen wie z.B. Sinuskurven umfassen, die mit geeigneten Koeffizienten gewichtet sind. Insbesondere soll die mathematische Funktion derart sein, dass sie für den bestimmten Typ der elektrischen Maschine universell gilt, nicht nur für das konkrete Exemplar. Denkbar ist, auch weitere elektrische Maschine dieses Typs zu berücksichtigen.In a step 210, a mathematical function is then determined or created based on these one or more measurement series, for example, which specifies concrete values for a compensation torque for different values of variables of the electrical machine. For example, the mathematical function can include a superposition of individual signals such as sinusoids that are weighted with suitable coefficients. In particular, the mathematical function should be such that it applies universally to the specific type of electrical machine, not just to the specific example. It is conceivable to also consider other electrical machines of this type.

Bei einer solchen mathematischen Funktion handelt es sich dann um eine Rastmomentkompensation, und zwar insbesondere um eine typspezifische Rastmomentkompensation für den Typ der elektrischen Maschine. In einem Schritt 220 kann diese Rastmomentkompensation dann z.B. in einer Datenbank hinterlegt werden, und zwar z.B. verknüpft mit einer Typnummer der elektrischen Maschine. Denkbar ist auch, die Rastmomentkompensation in der elektrischen Maschine, dort z.B. der Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder des Datenspeichers im Geber abzulegen bzw. abzuspeichern.Such a mathematical function is then a cogging torque compensation, in particular a type-specific cogging torque compensation for the type of electrical machine. In a step 220, this cogging torque compensation can then be stored in a database, for example, linked to a type number of the electrical machine. It is also conceivable to have cogging torque compensation in the electrical machine, for example the control and/or regulating unit and/or the to store or save the data memory in the encoder.

Wenn die Rastmomentkompensation für einen bestimmten Typ einmal bestimmt worden ist, können weitere elektrische Maschinen dieses Typs ohne konkrete Bestimmung einer Rastmomentkompensation hergestellt werden. Falls die Rastmomentkompensation in der elektrischen Maschine abzulegen oder abzuspeichern ist, kann auf die bereits vorhandene Rastmomentkompensation zurückgegriffen werden. Falls die Rastmomentkompensation in der Datenbank hinterlegt worden ist, ist diesbezüglich kein weiterer Schritt nötig.Once the cogging torque compensation has been determined for a specific type, further electrical machines of this type can be manufactured without specifically determining cogging torque compensation. If the cogging torque compensation needs to be stored or stored in the electrical machine, the cogging torque compensation that already exists can be used. If the cogging torque compensation has been stored in the database, no further step is necessary.

Später soll eine elektrische Maschine dieses Typs dann z.B. am Verwendungsort in Betrieb genommen werden. Hierzu wird, in einem Schritt 230, z.B. anhand der Typnummer der elektrischen Maschine die Rastmomentkompensation aus der Datenbank abgerufen und in der elektrischen Maschine, dort z.B. der Steuer- und/oder Regeleinheit abgelegt bzw. abgespeichert sodass sie später im Betrieb verwendet werden kann. Hierzu ist dann z.B. der elektrische Winkel der elektrischen Maschine nötig, der z.B. wie in Bezug auf 1 mit dem Sensor bestimmt werden kann (ggf. durch Umrechnung des mechanischen in den elektrischen Winkel durch Berücksichtigung des Kommutierungsoffsets).Later, an electrical machine of this type should then be put into operation at the place of use, for example. For this purpose, in a step 230, for example based on the type number of the electrical machine, the cogging torque compensation is retrieved from the database and stored in the electrical machine, for example in the control and/or regulating unit, so that it can be used later in operation. For this purpose, for example, the electrical angle of the electrical machine is necessary, which is, for example, in relation to 1 can be determined with the sensor (if necessary by converting the mechanical to the electrical angle by taking the commutation offset into account).

In 3 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar ein Verfahren zum Herstellen und zur Inbetriebnahme einer elektrischen Maschine, wie sie z.B. in 1 gezeigt ist.In 3 a sequence of a method according to the invention is shown in a further preferred embodiment, namely a method for producing and commissioning an electrical machine, as shown in, for example 1 is shown.

Hierzu wird, in einem Schritt 300, z.B. im Werk die elektrische Maschine vermessen, d.h. es wird eine Messreihe aufgenommen, anhand welcher das Rastmoment wie auch in Bezug auf 1 erwähnt ersichtlich ist. Dabei können insbesondere auch mehreren Messreihen aufgenommen werden, z.B. für verschiedene Werte von Größen wie der Temperatur der elektrischen Maschine.For this purpose, in a step 300, for example, the electrical machine is measured in the factory, ie a series of measurements is recorded, based on which the cogging torque as well as in relation to 1 mentioned can be seen. In particular, several series of measurements can be recorded, for example for different values of variables such as the temperature of the electrical machine.

In einem Schritt 310 wird dann anhand dieser einen oder der mehreren Messreihen z.B. ein Kennfeld bestimmt oder erstellt, in dem konkrete Werte für ein Kompensationsmoment für verschiedene Werte von Größen der elektrischen Maschine hinterlegt sind. Bei einem solchen Kennfeld handelt es sich dann um eine Rastmomentkompensation, und zwar insbesondere um eine exemplarspezifische Rastmomentkompensation für konkret das aktuell hergestellte Exemplar der elektrischen Maschine. In einem Schritt 320 kann diese Rastmomentkompensation dann z.B. in einer Datenbank hinterlegt werden, und zwar z.B. verknüpft mit der Seriennummer der elektrischen Maschine. Denkbar ist auch, die Rastmomentkompensation in der elektrischen Maschine, dort z.B. der Steuer- und/oder Regeleinheit abzulegen bzw. abzuspeichern.In a step 310, a characteristic map is then determined or created based on these one or more series of measurements, in which concrete values for a compensation torque for different values of variables of the electrical machine are stored. Such a characteristic map is then a cogging torque compensation, in particular an example-specific cogging torque compensation for the currently manufactured example of the electrical machine. In a step 320, this cogging torque compensation can then be stored in a database, for example, linked to the serial number of the electrical machine. It is also conceivable to store or save the cogging torque compensation in the electrical machine, for example in the control and/or regulating unit.

Später soll diese elektrische Maschine dann z.B. am Verwendungsort in Betrieb genommen werden. Hierzu wird, in einem Schritt 330, z.B. anhand der Seriennummer der elektrischen Maschine die Rastmomentkompensation aus der Datenbank abgerufen und in der elektrischen Maschine, dort z.B. der Steuer- und/oder Regeleinheit abgelegt bzw. abgespeichert sodass sie später im Betrieb verwendet werden kann.Later, this electrical machine should then be put into operation at the place of use, for example. For this purpose, in a step 330, for example using the serial number of the electrical machine, the cogging torque compensation is retrieved from the database and stored in the electrical machine, for example in the control and/or regulating unit, so that it can be used later in operation.

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine (100), insbesondere eine Drehfeldmaschine, wobei eine Rastmomentkompensation (140) für die elektrische Maschine bestimmt und zur Verwendung bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschine (100) hinterlegt wird.Method for producing an electrical machine (100), in particular an induction machine, wherein a cogging torque compensation (140) is determined for the electrical machine and stored for use when starting up the electrical machine (100). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rastmomentkompensation (MK) als abhängig von zumindest einer der folgenden Größen bestimmt wird: einem elektrischen Winkel (φ) der elektrischen Maschine, einer Temperatur (T) zumindest einer Komponente der elektrischen Maschine, einer Drehrichtung der elektrischen Maschine, eines Stromes der elektrischen Maschine.Procedure according to Claim 1 , wherein the cogging torque compensation (M K ) is determined as dependent on at least one of the following variables: an electrical angle (φ) of the electrical machine, a temperature (T) of at least one component of the electrical machine, a direction of rotation of the electrical machine, a current of the electric machine. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rastmomentkompensation (140) typspezifisch für einen Typ der elektrischen Maschine bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the cogging torque compensation (140) is determined type-specifically for a type of electrical machine. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rastmomentkompensation (140) exemplarspezifisch für das konkrete Exemplar der elektrischen Maschine bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the cogging torque compensation (140) is determined specifically for the specific example of the electrical machine. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die exemplarspezifische Rastmomentkompensation basierend auf, insbesondere durch Anpassung, einer vorbestimmten Rastmomentkompensation der elektrischen Maschine bestimmt wird.Procedure according to Claim 4 , wherein the example-specific cogging torque compensation is determined based on, in particular by adapting, a predetermined cogging torque compensation of the electrical machine. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rastmomentkompensation (140) als mathematische Funktion oder als Kennfeld bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the cogging torque compensation (140) is determined as a mathematical function or as a characteristic map. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rastmomentkompensation (140) in einer externen Datenbank oder auf einer Steuer- und/oder Regeleinheit (110) der elektrischen Maschine (100) zur Verwendung bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschine hinterlegt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the cogging torque compensation (140) is stored in an external database or on a control and/or regulating unit (110) of the electrical machine (100) for use when starting up the electrical machine. Verfahren zur Inbetriebnahme oder zum Betrieb einer elektrischen Maschine (100), insbesondere einer Drehfeldmaschine, wobei eine vor der Inbetriebnahme bestimmte Rastmomentkompensation (140) für die elektrische Maschine für den zukünftigen Betrieb der elektrischen Maschine verwendet wird.Method for commissioning or operating an electrical machine (100), in particular an induction machine, wherein a cogging torque compensation (140) for the electrical machine determined before commissioning is used for the future operation of the electrical machine. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die vor der Inbetriebnahme bestimmte Rastmomentkompensation (140) von einer externen Datenbank erhalten und auf der elektrischen Maschine, insbesondere auf einer Steuer- und/oder Regeleinheit (110) und/oder einem Geberdatenspeicher der elektrischen Maschine, hinterlegt wird.Procedure according to Claim 8 , wherein the cogging torque compensation (140) determined before commissioning is obtained from an external database and stored on the electrical machine, in particular on a control and / or regulating unit (110) and / or a sensor data memory of the electrical machine. Steuer- und/oder Regeleinheit (110) für eine elektrische Maschine (100), auf der eine bei der Herstellung der elektrischen Maschine erstellte Rastmomentkompensation (140) hinterlegt ist.Control and/or regulating unit (110) for an electrical machine (100), on which a cogging torque compensation (140) created during the manufacture of the electrical machine is stored.
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