NL1019715C2

NL1019715C2 - Device and method for reducing noise.

Info

Publication number: NL1019715C2
Application number: NL1019715A
Authority: NL
Inventors: Jan Abraham Ferreira; Pieter Dorland; Jan Willem Verheij; Fred Govert De Beer
Original assignee: Tno
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-07-11
Also published as: WO2003058807A1; AU2003207133A1

Description

Titel: Inrichting en werkwijze voor het verminderen van geluid 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het filteren van storende frequenties in een elektrische vermogenstoevoer voor een elektrische aandrijfinrichting met een variabel toerental.Title: Device and method for reducing noise. The invention relates to a method for filtering interfering frequencies in an electric power supply for an electric drive device with a variable speed.

De elektrische vermogenstoevoer voor een dergelijke elektrische, aandrijfinrichting omvat naast werkzame frequentiecomponenten niet-10 werkzame componenten die hinderlijke mechanische en/of akoestische trillingen kunnen veroorzaken. Om dergelijke hinderlijke trillingen te voorkomen of te beperken zijn een aantal technieken bekend, zoals geluidsvermindering en/of het toepassen van elektrische filters, in het bijzonder low-pass filters. Geen van de bekende technieken levert echter 15 bevredigende resultaten. De toegepaste filters hebben alle als nadeel, dat ze duur of omvangrijk zijn en vaak aanzienlijke vermogensverliezen tot gevolg hebben.The electric power supply for such an electric drive device comprises, in addition to active frequency components, non-active components that can cause annoying mechanical and / or acoustic vibrations. To prevent or limit such annoying vibrations, a number of techniques are known, such as noise reduction and / or the use of electrical filters, in particular low-pass filters. However, none of the known techniques provides satisfactory results. The filters used all have the disadvantage that they are expensive or bulky and often result in considerable power losses.

De uitvinding heeft derhalve als doel genoemde nadelen van de bekende technieken te vermijden en te voorzien in een werkwijze, waarbij 20 een effectieve filtering wordt verschaft voor het filteren van storende frequenties in de voedingsspanning voor een elektrische aandrijfinrichting.It is therefore an object of the invention to avoid the aforementioned disadvantages of the known techniques and to provide a method in which effective filtering is provided for filtering interfering frequencies in the supply voltage for an electric drive device.

Dit doel wordt bereikt, doordat een werkwijze volgens bovengenoemde aanhef de stappen omvat van — het gedurende de werking van een elektrische aandrijfinrichting 25 bepalen van ten minste één frequentie in de elektrische vermogenstoevoer die oorzaak is van storende akoestische en/of mechanische trillingen van de elektrische aandrijfinrichting; — het instellen van een nulfrequentie van een in de vermogenstoevoer aangebracht notchfilter, zodat het notchfilter de ten minste ene 30 stoorfrequentie uit de vermogenstoevoer filtert; en — het gedurende de werking van de elektrische aandrijfinrichting bijregelen van de ingestelde nulfrequentie, zodat steeds een storende 101 9 V t) 2 akoestische en/of mechanische trilling van de elektrische aandrijfinrichting wordt onderdrukt.This object is achieved in that a method according to the preamble comprises the steps of - during the operation of an electric drive device 25 determining at least one frequency in the electric power supply that is causing disturbing acoustic and / or mechanical vibrations of the electric drive device ; - setting a zero frequency of a notch filter arranged in the power supply, so that the notch filter filters the at least one interference frequency from the power supply; and - adjusting the set zero frequency during the operation of the electric drive device, so that always a disturbing acoustic and / or mechanical vibration of the electric drive device is suppressed.

Een dergelijke notch- of resonantiefilter heeft als bekende uitvoering een LC-kring en heeft een hoge impedantie voor één bandbreedte 5 van frequenties. In de uitvinding is het notch-filter opgenomen in een schakelend netwerk van inductanties en capaciteiten, waarbij de schakelfrequentie aanzienlijk hoger is dan de nulfrequentie van het notch-filter. Dit resulteert in een variabel nulfrequentie. Door de werkwijze van de uitvinding is het mogelijk om variërende storende frequentiecomponenten 10 weg te filteren bij een elektrische aandrijfinrichting met een variabel toerental, waardoor een sterk verbeterde geluidsvermindering wordt verschaft.Such a notch or resonance filter has a LC circuit as a known embodiment and has a high impedance for one bandwidth of frequencies. In the invention, the notch filter is included in a switching network of inductances and capacitances, the switching frequency being considerably higher than the zero frequency of the notch filter. This results in a variable zero frequency. The method of the invention makes it possible to filter out varying interfering frequency components 10 at an electric drive device with a variable speed, so that a greatly improved noise reduction is provided.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk om een gerichte bepaling te doen van storende frequentiecomponenten, en deze door 15 middel van het notch-filter weg te filteren. Door de hoge Q-waarde van het notch-filter is de reductie bij de filterfrequentie hoog en het vermogensverlies relatief laag. Daarbij is in de praktijk gebleken, dat het wegfilteren van slechts één frequentiecomponent tot goede resultaten leidt.With the method according to the invention, it is possible to make a targeted determination of disturbing frequency components, and to filter them out by means of the notch filter. Due to the high Q value of the notch filter, the reduction at the filter frequency is high and the power loss is relatively low. It has been found in practice that filtering out only one frequency component leads to good results.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het bepalen van een 20 dominante stoorfrequentie de stappen van het bepalen van een dominante akoestische frequentie, en het relateren van deze dominante akoestische frequentie aan een stoorfrequentie in het elektrisch vermogen van de vermogenstoevoer. Door een modelmatige analyse kan de uitkomst van een akoestische meting worden gerelateerd aan een frequentiecomponent in de -25 elektrisch vermogenstoevoer die de akoestische trilling veroorzaakt en blijkt het mogelijk om met succes de juiste elektronische frequentie weg te filteren. Daarbij kan het bepalen van een dominante stoorfrequentie het uitvoeren van een frequentieanalyse van de elektrisch vermogenstoevoer omvatten.In a preferred embodiment, determining a dominant interference frequency comprises the steps of determining a dominant acoustic frequency, and relating this dominant acoustic frequency to a interference frequency in the electrical power of the power supply. By model-based analysis, the outcome of an acoustic measurement can be related to a frequency component in the -25 electrical power supply that causes the acoustic vibration and it appears possible to successfully filter out the correct electronic frequency. In addition, determining a dominant interference frequency may include performing a frequency analysis of the electrical power supply.

'D'D

33

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektronische aandrijfinrichting omvattende: een elektrische aandrijfinrichting met een variabel toerental; een voeding voor het toevoeren van elektrisch vermogen aan de 5 elektrische aandrijfinrichting; een instelbaar notch-filter, voor het filteren van een dominante stoorfrequentie uit de voedingsspanning van de voeding; en een regelinrichting, voor het aansturen van het filter.The invention also relates to an electronic drive device comprising: an electric drive device with a variable speed; a power supply for supplying electric power to the electric drive device; an adjustable notch filter, for filtering a dominant interference frequency from the power supply voltage; and a control device for controlling the filter.

De inrichting volgens de uitvinding maakt het mogelijk, dat bij de 10 relatief hoge vermogens die worden toegepast, adequate filtering mogelijk is, met een relatief gering vermogensverlies.The device according to the invention makes it possible that, with the relatively high powers used, adequate filtering is possible, with a relatively small power loss.

Bij voorkeur omvat de inrichting een eenheid voor het meten van het toerental van de elektrische aandrijfinrichting, welke eenheid in verbinding staat met de regelinrichting, zodat deze in afhankelijkheid van 15 het gemeten toerental het filter aanstuurt.The device preferably comprises a unit for measuring the speed of the electric drive device, which unit is connected to the control device, so that it controls the filter in dependence on the measured speed.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting een eenheid voor het meten van een akoestische dominante frequentie, welke eenheid in verbinding staat met de regelinrichting, zodat deze in afhankelijkheid van de gemeten frequentie het filter aanstuurt.In a further preferred embodiment, the device comprises a unit for measuring an acoustically dominant frequency, which unit is connected to the control device, so that it controls the filter in dependence on the measured frequency.

20 De inrichting kan een eenheid omvatten voor het analyseren van de samenstellende frequenties van de voedingsspanning, welke eenheid eveneens in verbinding staat met de regelinrichting, zodat deze in afhankelijkheid van de gemeten samenstellende frequenties het filter aanstuurt. De inrichting kan verder een trillingsopnemer omvatten, die met -25 de elektrische aandrijfinrichting is verbonden, voor het meten van een dominante trillingsfrequentie van de elektrische aandrijfinrichting, welke trillingsopnemer in verbinding staat met de regelinrichting, zodat deze in afhankelijkheid van de gemeten dominante trillingsfrequentie het filter aanstuurt.The device may comprise a unit for analyzing the component frequencies of the supply voltage, which unit is also connected to the control device, so that it controls the filter in dependence on the measured component frequencies. The device may further comprise a vibration sensor connected to the electric drive device for measuring a dominant vibration frequency of the electric drive device, which vibration sensor is connected to the control device so that, depending on the measured dominant vibration frequency, it filters the filter controls.

· O 4 -4 4· O 4 -4 4

In nog een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het filter een tussen twee klemmen gekoppeld schakelend netwerk voor het door middel van een pulsbreedtemodulatie elektronisch aan- en afschakelen van een capacitieve component, zodanig dat in één schakeltoestand de capacitieve 5 component tussen de klemmen is geschakeld; en dat in een andere schakeltoestand de capacitieve component is afgeschakeld en klemmen zijn kortgesloten.In yet a further preferred embodiment, the filter comprises a switching network coupled between two terminals for electronically switching a capacitive component on and off by means of a pulse width modulation, such that in one switching condition the capacitive component is connected between the terminals; and that in a different switching state the capacitive component is switched off and terminals are shorted.

Het schakelend netwerk kan een serieschakeling vormen met een tweede capacitieve component. De serieschakeling kan parallel zijn 10 verbonden met een inductieve component. Het schakelend netwerk kan unidirectionele halfgeleiderschakelaars omvatten die elk parallel zijn geschakeld met een diode voor het verschaffen van een vrijloop van tegen de richting van de schakelaar georiënteerde elektrische spanning.The switching network can form a series connection with a second capacitive component. The series connection can be connected in parallel to an inductive component. The switching network may include unidirectional semiconductor switches, each of which is connected in parallel with a diode to provide a freewheel of electrical voltage directed against the direction of the switch.

Het schakelend netwerk kan met een dutycycle schakelen tussen 15 een eerste en een tweede schakeltoestand waarin in de eerste schakeltoestand een unipolaire capaciteit door middel van een tussen twee klemmen gekoppelde diodebrugschakeling unipolair wordt geladen en door middel van parallel aan de diodes van de diodebrugschakeling geschakelde halfgeleiderschakelaars wordt ontladen; en een tweede schakeltoestand 20 waarin de brugschakeling tussen de klemmen wordt kortgesloten.The switching network can switch with a duty cycle between a first and a second switching state in which in the first switching state a unipolar capacitance is unipolarly charged by means of a diode bridge circuit coupled between two terminals and semiconductor switches connected in parallel to the diodes of the diode bridge circuit are switched on. to discharge; and a second switching state 20 in which the bridge circuit between the terminals is shorted.

Het voordeel van een unipolaire capaciteit ten opzichte van een bipolaire capaciteit is de kleine afmeting en lage kostprijs. In het geval van unidirectionele halfgeleiderschakelaars wordt hierbij het voordeel bereikt dat het aantal toegepaste diodes en schakelaars wordt beperkt, doordat -25 tijdens de kortsluitfase de spanning over de schakelaars tegengesteld kan zijn. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de halfgeleiderschakelaar een Field Effect Transistor (FET).The advantage of a unipolar capacity compared to a bipolar capacity is the small size and low cost. In the case of unidirectional semiconductor switches, the advantage is thereby achieved that the number of diodes and switches used is limited in that during the short-circuit phase the voltage across the switches can be opposite. In a preferred embodiment, the semiconductor switch is a Field Effect Transistor (FET).

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het filter een tussen twee knooppunten geschakelde unipolaire capaciteit met een 30 positieve en een negatieve klem, waarvan de positieve klem met de drains 5 van respectievelijk een eerste en vierde unidirectionele FET is verbonden en waarvan de negatieve klem met de sources van respectievelijk een tweede en derde unidirectionele FET is verbonden, welke FET's elk parallel zijn geschakeld met een vrijloop diode, zodat een vrijloop wordt verschaft in de 5 richting van de source naar de drain van elk der FET's, waarbij verder een eerste aansluitklem is verbonden met de de source resp. drain van eerste resp. tweede FET, en waarbij een tweede aansluitklem is verbonden met de source resp. drain van de vierde resp. derde FET, waarbij verder in een positieve spanningsfase over de aansluitklemmen de eerste en tweede 10 transistor alternerend open, resp. gesloten zijn met een dutycycle D van de eerste FET, de derde FET in gesloten geleidende toestand is en de vierde FET in geopende toestand is, waarbij in een negatieve spanningsfase over de aansluitklemmen de eerste en tweede FET alternerend open, resp. gesloten zijn met een dutycycle 1- D van de eerste FET, de derde FET in 15 open toestand is en de vierde FET in gesloten toestand is; en waarbij geschakeld wordt tussen de positieve en de negatieve spanningsfase op de nuldoorgang van de unipolaire capaciteit.In a further preferred embodiment the filter comprises a unipolar capacitance connected between two nodes with a positive and a negative terminal, the positive terminal of which is connected to the drains 5 of a first and fourth unidirectional FET respectively and the negative terminal of which is connected to the sources of respectively a second and third unidirectional FET are connected, which FETs are each connected in parallel with a freewheel diode, so that a freewheel is provided in the direction from the source to the drain of each of the FETs, furthermore a first terminal connected to the the source resp. drain of first resp. second FET, and wherein a second terminal is connected to the source resp. drain of the fourth resp. third FET, wherein furthermore in a positive voltage phase the first and second transistor open alternately over the connection terminals, respectively. are closed with a duty cycle D of the first FET, the third FET is in the closed conductive state and the fourth FET is in the open state, wherein the first and second FET are alternately open, respectively, in a negative voltage phase across the terminals. be closed with a duty cycle 1- D of the first FET, the third FET is in the open state and the fourth FET is in the closed state; and switching between the positive and the negative voltage phase on the zero crossing of the unipolar capacitance.

Doordat bij een pulsbreedtemodulatie wordt geschakeld met een frequentie, die ten minste enkele malen, en bij voorkeur een aantal orden 20 van grootte hoger is dan een basisfrequentie van de elektrische vermogensstroom, hebben de geschakelde elektronische componenten een effectieve impedantie die varieert tussen de waarde van een van de capaciteiten en de waarde van twee in serie geschakelde capaciteiten, welke impedantie regelbaar is door het reguleren van de pulsbreedtemodulatie ,25 (variëren van de dutycycle).Because switching takes place at a pulse width modulation with a frequency which is at least a few times, and preferably a number of orders of magnitude, higher than a base frequency of the electric power current, the switched electronic components have an effective impedance which varies between the value of a of the capacitances and the value of two capacitances connected in series, which impedance is adjustable by regulating the pulse width modulation (varying the duty cycle).

Doordat geen mechanische onderdelen in het filter zijn opgenomen, kunnen hoge schakelfrequenties worden gerealiseerd. Verder hebben de genoemde uitvoeringsvormen van het notch-filter als voordeel, dat altijd een vrijlooppad voor de inductieve stroom van een spoel wordt geboden.Because no mechanical parts are included in the filter, high switching frequencies can be realized. Furthermore, the aforementioned embodiments of the notch filter have the advantage that a free path for the inductive current of a coil is always offered.

66

Hierdoor wordt de energie van de spoel en de capaciteit niet in de schakelaars gedissipeerd.As a result, the energy of the coil and the capacity is not dissipated in the switches.

Verder functioneert het filter autonoom met een in te stellen filterfrequentie, wat een voordeel biedt omdat de te filteren componenten in 5 de voedingsspanning signaaltechnisch moeilijk zijn te implementeren in het tijddomein, en derhalve niet kunnen worden gebruikt voor sturing van het filter.Furthermore, the filter functions autonomously with a filter frequency to be set, which offers an advantage because the components to be filtered in the supply voltage are signal-technically difficult to implement in the time domain, and therefore cannot be used for controlling the filter.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een instelbaar notch-filter voor toepassing in een aandrijfinrichting volgens een van bovengenoemde 10 aspecten.The invention also relates to an adjustable notch filter for use in a drive device according to one of the above-mentioned aspects.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont:The invention will be further elucidated with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 een systeem diagram van een inrichting volgens de 15 uitvinding;FIG. 1 a system diagram of a device according to the invention;

Fig. 2 een schematische uitvoeringsvorm van een notch-filter voor toepassing in een aandrijfinrichting volgens de uitvinding;FIG. 2 is a schematic embodiment of a notch filter for use in a drive device according to the invention;

Fig 3 een eerste uitvoeringsvorm van een notch-filter voor toepassing in een aandrijfinrichting volgens de uitvinding.Fig. 3 shows a first embodiment of a notch filter for use in a drive device according to the invention.

20 Fig 4 een tweede uitvoeringsvorm van een notch-filter voor toepassing in een aandrijfinrichting volgens de uitvinding.Fig. 4 shows a second embodiment of a notch filter for use in a drive device according to the invention.

In de figuren zijn dezelfde verwijzingscijfers gebruikt voor dezelfde of overeenkomstige onderdelen.In the figures, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts.

.25.25

In figuur 1 is een systeemdiagram weergegeven van een inrichting 1. volgens de uitvinding. De inrichting omvat een elektrische vermogenstoevoer 2 voor het toevoeren van vermogen 3 aan een elektrische aandrijfinrichting 4. De elektrische aandrijfinrichting 4 wordt gevoed door 30 het vermogen 3, waarbij het toerental van de inrichting 4 wordt bepaald 7 door de toegevoerde spanningsfrequentie van de vermogenstoevoer 2. De vermogenstoevoer 2 genereert hierbij niet alleen het gewenste spanningsverloop, maar ook vervormingen die door het elektrische filter 5 dienen te worden uitgefilterd. De vervormingen veroorzaken mechanische 5 en akoestische trillingen en worden in het algemeen als hinderlijk en/of schadelijk ervaren.Figure 1 shows a system diagram of a device 1. according to the invention. The device comprises an electric power supply 2 for supplying power 3 to an electric drive device 4. The electric drive device 4 is fed by the power 3, the speed of the device 4 being determined by the supplied voltage frequency of the power supply 2. The power supply 2 here not only generates the desired voltage variation, but also distortions that must be filtered out by the electric filter 5. The distortions cause mechanical and acoustic vibrations and are generally perceived as a nuisance and / or harmful.

Het filter 5 is een elektronisch notch-filter volgens de uitvinding, en zal hierna onder verwijzing naar figuren 2-4 nader worden toegelicht.The filter 5 is an electronic notch filter according to the invention, and will be explained in more detail below with reference to figures 2-4.

Gedurende de werking van de elektrische aandrijfinrichting, d.w.z, 10 terwijl de elektrische aandrijfinrichting met een (variabel) toerental in bedrijf is, wordt door een signaalverwerkingsstelsel 6 ten minste één frequentie in de elektrische vermogenstoevoer bepaald die oorzaak is van storende akoestische trillingen van de elektrische aandrijfinrichting. Het verwerkingsstelsel 6 is gekoppeld met het elektrische filter 5, waardoor een 15 nulfrequentie van het filter kan worden ingesteld, d.w.z. een frequentie waarvoor de impedantie van het filter maximaal is. Door gedurende de werking van de elektrische aandrijfinrichting 4 de ingestelde nulfrequentie bij te regelen kan steeds een storende akoestische en/of mechanische trilling van de elektrische aandrijfinrichting worden onderdrukt.During the operation of the electrical drive device, ie, while the electrical drive device is operating at a (variable) speed, a signal processing system 6 determines at least one frequency in the electrical power supply that is causing disturbing acoustic vibrations of the electrical drive device . The processing system 6 is coupled to the electrical filter 5, whereby a zero frequency of the filter can be set, i.e. a frequency for which the impedance of the filter is maximum. By adjusting the set zero frequency during the operation of the electric drive device 4, a disturbing acoustic and / or mechanical vibration of the electric drive device can always be suppressed.

20 Het signaalverwerkingsstelsel 6 omvat in een voorkeursuitvoeringsvorm een omzetter 7 voor het omzetten van akoestische signalen of mechanische trillingen 8 in elektronische signalen 9. Door middel van een modelmatige calculatie kan een dominante akoestische frequentie aan een stoorfrequentie in het elektrisch vermogen van de .25 vermogenstoevoer worden gerelateerd. Het signaalverwerkingsstelsel 6 kan in een aanvullende of alternatieve uitvoeringsvorm een toerentalmeter 10 omvatten, waarbij de stoorfrequentie kan worden weggefilterd afhankelijk van een gemeten toerental. Aanvullend of alternatief kan het signaalverwerkingsstelsel een elektronische analyseeenheid llomvatten 1019 ' 8 voor het analyseren van de samenstellende frequentiecomponenten van het elektrische vermogenssignaal zelf.In a preferred embodiment, the signal processing system 6 comprises a converter 7 for converting acoustic signals or mechanical vibrations 8 into electronic signals 9. By means of a model-based calculation, a dominant acoustic frequency can be disturbed to the electrical power of the .25 power supply related. In an additional or alternative embodiment, the signal processing system 6 may comprise a speed meter 10, wherein the interference frequency can be filtered out depending on a measured speed. Additionally or alternatively, the signal processing system may include an electronic analyzer 111019 for analyzing the component frequency components of the electrical power signal itself.

Het signaalverwerkingsstelsel 6 is verbonden met een regelinrichting 12, dat een stuursignaal 13 verschaft aan het filter 5 voor 5 het instellen van de nul-frequentie van het filter 5.The signal processing system 6 is connected to a control device 12, which provides a control signal 13 to the filter 5 for setting the zero frequency of the filter 5.

In figuur 2 is weergegeven op welke wijze het filter 5 in schematische vorm kan worden weergegeven. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat akoestisch geluid kan worden gereduceerd door het wegfilteren van een enkele frequentiecomponent in de elektrische 10 vermogenstoevoer. Echter, door het variabele toerental verschuift deze enkele frequentiecomponent, en dient het filter instelbaar te zijn. Zoals in figuur 2 is weergegeven, omvat het filter volgens de uitvinding een tussen twee klemmen 14, 15 gekoppeld schakelend netwerk 16 voor het door middel van een pulsbreedtemodulatie elektronisch aan- en afschakelen van 15 een capacitieve component 17, zodanig dat in één schakeltoestand de capacitieve component tussen de klemmen 14, 15 is geschakeld; en dat in een andere schakeltoestand de capacitieve component is afgeschakeld en klemmen 14, 15 zijn kortgesloten. Hiermee wordt een instelbare capaciteit verschaft met een waarde die omgekeerd kwadratisch toeneemt met de 20 duty cycle D.Figure 2 shows how the filter 5 can be represented schematically. The invention is based on the insight that acoustic noise can be reduced by filtering away a single frequency component in the electrical power supply. However, due to the variable speed this single frequency component shifts, and the filter must be adjustable. As shown in Figure 2, the filter according to the invention comprises a switching network 16 coupled between two terminals 14, 15 for electronically switching on and off a capacitive component 17 by means of a pulse width modulation, such that in one switching condition the capacitive component is connected between terminals 14, 15; and that in a different switching state the capacitive component is switched off and terminals 14, 15 are shorted. Hereby an adjustable capacity is provided with a value that inversely quadratic increases with the duty cycle D.

Door het schakelend netwerk 16 in serie te verbinden met een tweede capaciteit component 18 wordt een door middel van de dutycycle instelbare capaciteit verschaft. Parallel hieraan is een inductieve component 19 geschakeld, waarmee aldus het instelbare filter 5 is gevormd.By connecting the switching network 16 in series with a second capacity component 18, a capacity adjustable by means of the duty cycle is provided. Parallel to this, an inductive component 19 is connected, thus forming the adjustable filter 5.

„25 In figuur 3 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij het schakelend netwerk unidirectionele FET's 20 omvat die elk parallel zijn geschakeld met een diode 21 voor het verschaffen van een vrijloop van tegen de richting van de FET georiënteerde elektrische spanning. Hierdoor wordt voorkomen dat de unidirectionele FET 20 aan een spanning wordt 30 blootgesteld van de verkeerde polariteit: deze wordt overgenomen door de 9 vrijloopdiode 21. Om voor positieve en negatieve spanningsfasen te kunnen schakelen is een serieschakeling 22 van twee van dergelijke schakelaars benodigd. Het schakelschema van figuur 3 heeft een relatief eenvoudige implementatie voor het aansturen van de FET's 20.FIG. 3 shows an embodiment in which the switching network comprises unidirectional FETs 20, each of which is connected in parallel with a diode 21 to provide a freewheel of electrical voltage oriented towards the FET. This prevents the unidirectional FET 20 from being exposed to a voltage of the wrong polarity: this is taken over by the 9 freewheel diode 21. To be able to switch for positive and negative voltage phases, a series connection 22 of two of such switches is required. The circuit diagram of Figure 3 has a relatively simple implementation for controlling the FETs 20.

5 Het schema van figuur 4 is enigszins meer complex, maar heeft als voordeel dat steeds een stroombaan wordt verschaft voor de inductiestroom, waardoor de schakeling, gezien het feit dat met hoge vermogens wordt gewerkt, veiliger is. Verder kan met één type transistoren worden gewerkt, die aangestuurd kunnen worden door middel van een standaard 10 verkrijgbaar geïntegreerd circuit. Verder wordt een relatief gering aantal transistoren en diodes gebruikt bij een unipolaire capaciteit, die meer geschikt is voor hoge vermogens.The diagram of Figure 4 is somewhat more complex, but has the advantage that a current path is always provided for the induction current, whereby the circuit is safer, in view of the fact that high power is used. Furthermore, it is possible to work with one type of transistors, which can be controlled by means of a standard integrated circuit available. Furthermore, a relatively small number of transistors and diodes is used at a unipolar capacity, which is more suitable for high powers.

In figuur 4 is weergegeven hoe het schakelend netwerk 16 met een dutycycle schakelt tussen een eerste en een tweede schakeltoestand waarin 15 in de eerste schakeltoestand een unipolaire capaciteit 23 door middel van een tussen twee klemmen 14, 15 gekoppelde diodebrugschakeling unipolair wordt geladen en door middel van parallel aan de diodes (D1-D4) van de diodebrugschakeling geschakelde FET's(Sl-S4) wordt ontladen; en een tweede schakeltoestand waarin de brugschakeling tussen de klemmen 14, 20 15 wordt kortgesloten.Figure 4 shows how the switching network 16 switches with a duty cycle between a first and a second switching state in which in the first switching state a unipolar capacitance 23 is unipolarly charged by means of a diode bridge circuit coupled between two terminals 14, 15 and FETs (S1-S4) switched parallel to the diodes (D1-D4) of the diode bridge circuit are discharged; and a second switching state in which the bridge circuit between the terminals 14, 20 is shorted.

1010

Het schakelschema van figuur 4 is als volgtThe circuit diagram of Figure 4 is as follows

Tabel 1. SchakelschemaTable 1. Circuit diagram

Spannings_ Positief Positief Negatief Negatief interval opgaand neergaand neergaand opgaandVoltage_ Positive Positive Negative Negative interval ascending descending descending ascending

Aanstuur- Sl-PWM Sl-PWM Sl - PWM Sl-PWMDriving-Sl-PWM Sl-PWM Sl - PWM Sl-PWM

signalen Dutycycle D Dutycycle D Dutycycle 1-D Dutycycle 1-Dsignals Dutycycle D Dutycycle D Dutycycle 1-D Dutycycle 1-D

52- PWM S2- PWM S2- PWM S2- PWM52- PWM S2- PWM S2- PWM S2- PWM

Dutycycle 1-D Dutycycle 1-D Dutycycle D Dutycycle DDutycycle 1-D Dutycycle 1-D Dutycycle D Dutycycle D

53- On S3-On S3 - Off S3 - Off S4 - Off S4 - Off S4 - On S4 - On53- On S3-On S3 - Off S3 - Off S4 - Off S4 - Off S4 - On S4 - On

Stroomvoerende D1/S2 D3 D2/S1 S3 D2/S1 D4 D4D1/S2 S4 elementen 5 Het interval wordt hierbij aangeduid als de fase in de spanning van klem 14 minus de spanning van klem 15. Het schakelsignaal voor de pulsbreedtemodulatie wordt verschaft door een standaard timing circuit, zoals het TL494 IC. Om het schakelsignaal te verschaffen voor het omschakelen van S3 en S4 wordt dient de polariteit van de spanning over de 10 klemmen 14, 15 bekend te zijn. Deze spanning wordt gemeten door het spanningsverschil over de unipolaire capaciteit te meten, dat bij een spanningsomslag over de klemmen nul wordt.Current-carrying D1 / S2 D3 D2 / S1 S3 D2 / S1 D4 D4D1 / S2 S4 elements 5 The interval is referred to as the phase in the voltage of terminal 14 minus the voltage of terminal 15. The switching signal for pulse width modulation is provided by a standard timing circuit, such as the TL494 IC. To provide the switching signal for switching S3 and S4, the polarity of the voltage across the terminals 14, 15 must be known. This voltage is measured by measuring the voltage difference across the unipolar capacitance, which becomes zero with a voltage change across the terminals.

De uitvinding is niet beperkt tot de in de figuren uitgewerkte uitvoeringsvoorbeelden maar kan allerlei modificaties omvatten. Dergelijke 15 variaties worden geacht te liggen binnen de beschermingsomvang van de hiernavolgende conclusies.The invention is not limited to the exemplary embodiments elaborated in the figures, but may comprise all kinds of modifications. Such variations are understood to lie within the scope of protection of the following claims.

Claims

Method for filtering interfering frequencies in an electric power supply for a variable speed electric drive device comprising: - determining during the operation of an electric drive device at least one frequency in the electric power supply that is causing interfering acoustic and / or mechanical vibrations of the electric drive device; 10. setting a zero frequency of a notch filter arranged in the power supply such that the notch filter filters out the at least one interference frequency from the power supply; and - adjusting the set zero frequency during the operation of the electric drive device, so that always a disturbing acoustic and / or mechanical vibration of the electric drive device is suppressed.

2. Method as claimed in claim 1, characterized in that determining a dominant interference frequency comprises the steps of determining a dominant acoustic frequency, and relating this dominant acoustic frequency to a interference frequency in the electrical power of the power supply.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that determining a dominant interference frequency comprises performing a frequency analysis of the electrical power supply.

Electric drive device, comprising: - an electric drive device with a variable speed; - a power supply for supplying electric power to the electric drive device; - a notch filter with adjustable zero frequency, for filtering out a dominant interference frequency from the supply voltage of the supply; 5 and a control device which provides a control signal to the filter for adjusting the zero frequency of the filter.

5. Drive device according to claim 4, characterized in that the device comprises a unit for measuring the speed of the electric drive device, which unit is connected to the control device, so that it controls the filter in dependence on the measured speed.

6. Drive device as claimed in claim 4 or 5, characterized in that the device further comprises a unit for measuring an acoustically dominant frequency, which unit is connected to the control device, so that it controls the filter in dependence on the measured frequency .

7. Drive device according to at least one of claims 4-6, characterized in that the device comprises a unit for analyzing the constituent frequencies of the supply voltage, which unit is connected to the control device so that it depends on the measured component frequencies drive the filter.

8. Drive device as claimed in at least one of the claims 4-7, characterized in that the device further comprises a vibration sensor connected to the electric drive device for measuring a dominant vibration frequency of the electric drive device, which vibration sensor in is connected to the control device so that it controls the filter in dependence on the measured dominant vibration frequency.

9. Drive device as claimed in at least one of claims 4-8, characterized in that the notch filter comprises: 5. a switching network coupled between two terminals for electronically switching a capacitive component on and off by means of a pulse width modulation such that in one switching condition the capacitive component is connected between the terminals; and that in a different switching state the capacitive component is switched off and 10 terminals are shorted.

10. Drive device as claimed in claim 9, characterized in that the switching network forms a series connection with a second capacitive component.

11. Drive device as claimed in claim 9 or 10, characterized in that the series connection is connected in parallel to an inductive component.

12. Drive device as claimed in claims 9-11, characterized in that - the switching network comprises unidirectional semiconductor switches which are each connected in parallel with a diode for providing a freewheel of electrical voltage oriented towards the direction of the switch.

13. Drive device as claimed in claims 9-12, characterized in that the switching network switches with a duty cycle between a first and a second switching state in which in the first switching state a unipolar capacitance is unipolarly charged by means of a diode bridge circuit coupled between two terminals and is discharged by means of semiconductor switches connected in parallel to the diodes of the diode bridge circuit; and a second switching state in which the bridge circuit between the terminals is shorted.

A driving device according to claims 9-13, characterized in that the semiconductor switch is a Field Effect Transistor (FET).

Drive device according to claims 9-14, characterized in that the filter comprises a unipolar capacitance connected between two nodes with a positive and a negative terminal, the positive terminal of which is connected to the drains of a first and fourth unidirectional FET, respectively, and the negative terminal of which is connected to the sources of respectively a second and third unidirectional FET, which FETs are each connected in parallel with a freewheel diode, so that a freewheel is provided in the direction from the source to the drain of each of the FETs, furthermore a first connection terminal is connected to the source resp. drain of first resp. second FET, and wherein a second terminal is connected to the source resp. drain of the fourth resp. third FET, wherein the first and second FET alternately open in a positive voltage phase over the connection terminals, respectively. are closed with a duty cycle D of the first transitor, the third FET is in the closed conductive state and the fourth FET is in the open state, the first and second FET being alternately open, respectively, in a negative voltage phase 20 across the terminals. be closed with a duty cycle 1- D of the first transitor, the third FET is in the open state and the fourth FET is in the closed state; and switching between the positive and the negative voltage phase on the zero crossing of the unipolar capacitance.

An adjustable notch filter for use in a drive device according to at least one of the preceding claims. \ ··, '! >