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Title:
ACTIVE NOISE COMPENSATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/043237
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a multi-phase electrical ship propulsion motor that is supplied with electric energy via a power converter. Said ship propulsion motor is preferably a permanently excited motor with at least three windings. The phase currents flowing in the windings are controlled via the power converter to minimize the body noise emitted by the electrical ship propulsion motor.

Inventors:
Tölle, Hans-jürgen (Kleinweidenmühle 9, Nürnberg, 90419, DE)
Vogel, Reinhard (Sonnenstr. 12 b, Herzogenaurach, 91074, DE)
Marx, Walter (Friedrichstr. 8, Nürnberg, 90408, DE)
Application Number:
PCT/DE2001/004344
Publication Date:
May 30, 2002
Filing Date:
November 19, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
Tölle, Hans-jürgen (Kleinweidenmühle 9, Nürnberg, 90419, DE)
Vogel, Reinhard (Sonnenstr. 12 b, Herzogenaurach, 91074, DE)
Marx, Walter (Friedrichstr. 8, Nürnberg, 90408, DE)
International Classes:
H02P6/10; (IPC1-7): H02P6/10
Domestic Patent References:
WO1999036312A2
Foreign References:
US5323093A
US5821725A
US5117141A
US5223775A
EP0800263A1
US5323093A
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung eines mehrphasigen elektrischen Schiffsantriebsmotors, der über einen Stromrichter mit elekt rischer Energie versorgt wird, wobei der Schiffsantriebsmotor vorzugsweise als permanenterregter Motor mit mindestens drei Wicklungen ausgebildet ist, dadurch gekennzeich net, dass die in den Wicklungen fließenden Phasenströme über den Stromrichter zur Minimierung der von dem elektri schen Schiffsantriebsmotor ausgehenden Körperschallgeräusche geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass geräuscherzeugende Stromanteile derart geregelt werden, dass sich ihre geräuscherzeugenden Wirkung soweit wie möglich gegenseitig aufhebt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Minimierung durch eine Regelung der in den Wicklungen auftretenden Gleichstromanteile auf den Summenstrom Null erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die Regelung insbesondere die niederfrequenten Anteile der erzeugten Körperschallgeräusche kleinhält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2,3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Regelung als Softwareregelung ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rege lung über ein Regelsystem erfolgt, das als SPSSystem (control system with programmable controllers) ausgebildet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass die Geräuschminimierung durch Parametrierung den SPSSystems erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Parametrierung insbesondere in Bezug auf die Stromkurvenformen, die Frequenzsteuerung und die Pulsbildung erfolgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in Un terwasserfahrzeugen verwendet wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es für Motore von elektrischen Ruderpropellern verwendet wird.
Description:
Beschreibung Aktive Geräuschkompensation Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines mehrphasigen elektrischen Schiffsantriebsmotors, der über ei- nen Stromrichter mit elektrischer Energie versorgt wird, wo- bei der Schiffsantriebsmotor vorzugsweise als permanenterreg- ter Motor mit mindestens drei Wicklungen ausgebildet ist.

Bei mehrphasigen elektrischen Schiffsantriebsmotoren, die stromrichtergespeist sind, ergibt sich ein niederfrequenter Körperschall, der im wesentlichen auf Pendelmomenten im Motor beruht. Eine derartige Körperschallemission ist besonders für Unterwasserschiffe (U-Boote) gefährlich, da niederfrequente Geräusche im Wasser besonders weit tragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Körperschallemissionen, insbesondere von U-Bootmotoren, aber auch von den Motoren in elektrischen Ruderpropellern, sei es für Marineschiffe oder für Kreuzfahrtschiffe etc. soweit wie möglich herabzudrücken.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die in den Wicklungen des elektrischen Antriebsmotors fließenden Phasenströme über den Stromrichter zur Minimierung der von dem elektrischen Schiffsantriebsmotor ausgehenden Körperschallgeräusche gere- gelt werden. Eine derartige Regelung kann z. B. als vektoriel- le Regelung der verbleibenden Gleichstromanteile zum Summen- strom Null erfolgen. Damit reduziert sich der resultierende, niederfrequente Körperschallpegel derartiger Motoren sehr er- heblich. Die akustische Signatur, insbesondere von U-Booten, aber auch von Überwassermarineschiffen, kann so der akusti- schen Signatur von nicht-stromrichtergespeisten elektrischen Hauptantriebsmaschinen angenähert werden.

In Ausführung der Erfindung wird jedem einzelnen Strang des Stromrichters ein Regler zur Unterdrückung des Gleichstroman-.

teils zugeordnet. Als Regler bietet sich ein Simatic-S7- Regler an. Die Regler der einzelnen Strange sind miteinander verknüpft und bilden ein Regelsystem, in dem die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Wicklungsströme aufeinander be- rücksichtigt werden. Insbesondere wird der Gleichstromanteil soweit wie möglich unterdrückt. Als Grundlage der Regelung dienen Istwert-Erfassungen mit Hilfe bekannter Sensoren bzw.

Berechnungsmethoden. Weiterhin werden Beschleunigungsaufneh- mer, Winkel-Lagegeber etc als Sensoren eingesetzt.

Das Prinzip der Regelung ist aus FIG 1 zu ersehen. FIG 1 zeigt ein Vektordiagramm mit dem verbleibenden, sehr kleinen resultierenden Gleichstromvektor.

FIG 2 zeigt ein in schematischer Form gezeigtes Bild der Be- einflussung der einzelnen Stränge mit der Anordnung von aus- gewählten Sensoren.

Das Regelungssystem wird softwaremäßig realisiert, eine hard- waremäßige Realisierung ist aber auch möglich. Vorteilhaft werden die entstehenden Signale über vorhandene Bussysteme übertragen.