变频器供电的电机的振荡分析和噪声分析

摘要

本发明涉及通过对使电机(1)接通在供电网络(3)上的变频器(2)的相应的驱控来实施电机(1)的启动。在启动电机(1)时，对电机(1)施加相应的电压变化曲线，其电压频谱除了基频(f1)下的基波振荡外还包含预定的谐波振荡的预定的分量。借助相应的传感器(10至12)检测产生的电流振荡变化曲线和机械振荡变化曲线。根据相应的电流频谱和相应的电压频谱测定基频(f1)的谐波振荡中的至少一个下的电传递函数(GE)。根据相应的电流频谱测定电机(1)的气隙中的对应一致的相应的径向力谱线。根据相应的径向力谱线和与机械振荡变化曲线对应一致的振荡谱线，为基频(f1)的至少一个谐波振荡测定电机(1)的至少一个机械传递函数(GMP，GMR)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测定电机的电传递函数和至少一个机械传递函 数的测定方法，该电机经由变频器接通在供电网络上，

-其中，电传递函数表明，在以确定的频率的电压进行激励时，在哪些 范围内在电机中激励相同频率的电流，

-其中，至少一个机械传递函数表明，在以具有确定的频率的电机的气 隙中的径向力进行激励时，在哪些范围内在电机中激励相同频率的机 械振荡。

在本发明的范畴内，不仅将电机的元件(例如壳体或板叠)的振荡视 为机械振荡，而且也将电机周围的空气的声学振荡视为机械振荡。为了从 语言上进行区分，在后面将机械振荡这一概念始终用作上位概念，其不仅 包括电机的元件的振荡、而且也包括声学振荡。如果仅仅指的是电机的元 件的振荡，在后面则使用振动这一概念。声学振荡仍旧表示为声学振荡。 相应的传递函数也以类似的方式表示为机械的、振荡的或声学的传递函 数。

此外，本发明涉及一种用于电机的变频器，经由该变频器将电机接通 在供电网络上，其中，该变频器具有控制装置。

此外，本发明涉及一种用于这种变频器的可软件编程的控制装置的控 制程序，其中，该控制程序包括机器代码，该机器代码能够由控制装置直 接实施，并且其实施通过控制装置确定变频器的工作方式。

背景技术

上述对象是普遍已知的。

当在变频器上的电机工作时，除了电机的不可避免的工作噪音外，还 会产生由电流的谐波造成的附加噪音。电流的谐波在电机的气隙中引起径 向力波、即力波，其中，相应的力在电机的径向方向上起作用。径向力波 是附加噪音的真正原因。附加噪音在很大程度上取决于例如脉冲频率那样 的变频器的调制特性。附加噪音的产生独立于电机是否作为发动机或作为 发电机工作。

产生附加噪音的原因主要在于，通过变频器所跳动的电压在电机的线 圈中引起了电流，该电流具有高比重的谐波振荡。由此在电机的气隙中形 成较高频率的磁场，该磁场导致了磁致噪音。此外，较高频率的磁场导致 了电机的板叠在径向的方向上的变形，并且由此使其处于振荡状态。该振 荡是附加的噪音发射的原因。通常，附加噪音在极大程度上在1KHz到 5KHz之间的频率范围内出现。特别地，人耳对该频率范围特别敏感。

为了从理论上、以模型为支撑地分析相应的噪音并且随后实现噪音的 最小化，不仅激励的特性(即电流的谐波和由此产生的径向力)应当是已 知的，而且电机的机械传递函数也应当是已知的。因此，需要相应的测定 方法。

虽然能够相对容易地确定电传递函数，因为为此仅必须测量在电机上 供应的电压和在电机中通过所供应的电压而产生的电流。然而困难的是， 通过测量来确定在电机的气隙中的通过电流引起的径向力，因为为此必须 测量气隙中的磁感应波。因此在现有技术中，通常通过解析方程或者通过 根据有限元法(Finite-Element-Methode)的计算来测定磁感应波。例如当 通过径向力波进行已知的激励时，电机的声学传递函数能够在考虑到麦克 风到电机的距离和其他环境条件的情况下通过测量声压等级来计算，或者 更好的是通过直接测量声功率-如有可能，与测量声压等级相结合地-来计 算。振荡传递函数通常通过所谓的模态分析进行测量。为实现该目的，借 助于所谓的模态锤(Modalhammer)激励电机的壳体使其振荡。在现有技 术中，借助于振荡传感器测量所激励的振荡。

从T.Eilinger的博士论文“in wechselrichtergespeisten  Asynchronmaschinen unddurch optimierte Pulsmuster(交 流供电的异步机器中噪声产生和通过优化的脉冲模式的噪声影响)”， Technische Hochschule Zürich(苏黎世联邦理工学院)，1997， 中已知了一种用于测量机械的和声学的传递函数的方法。在该方法中，借 助于三相信号源和在正弦供电电机的端子箱上的功率放大器，对于实际供 电来说，以1kHz的频率间隔叠加谐波振荡。谐波振荡具有与实际供电相 同的旋转方向。每个谐波振荡与基波振荡的相互作用都引发了气隙中的两 个径向力波、即二个频率之和的径向力波与二个频率之差的径向力波各一 个。频率为差频的径向力波是脉冲力波。频率为和频的径向力波是旋转力 波，其具有等于基波振荡的双倍极对数的序数。在所述博士论文中提出的 是，使谐波的频率分别改变50Hz，并且随后测量声压等级，以便将用于 脉冲分量和旋转分量的传递函数确定为频率的函数。

在该博士论文中提出的方法要求了一种附加的、具有功率放大器、电 容器、电感器等、用于叠加在正弦工作时不存在的谐波振荡的装置。此外， 在该博士论文中提出的这一方法在绝大多数情况下只能在纯测试环境下 实现，因为在实际应用中，电机不是正弦供电的，而是变频器供电的。然 而，变频器供电本身已经具有较高频率的、能够与激励叠加的分量。由此， 该博士论文的方法难以在实践中应用，特别是无法立刻在已安装完成的、 具有变频器和电机的系统中应用。此外，在该博士论文中提出的方法成本 过高。

发明内容

本发明的目的在于，提出可能性，即在变频器供电的电机中也能够以 简单并且可靠的方式测定电的和机械的传递函数。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的测定方法来实现。根据本发 明的测定方法的有利的设计方案是从属权利要求2至7的内容。

根据本发明，在测定传递函数的范畴内将变频器本身用于激励电机。 相应的、根据本发明的特征在于，

-通过变频器的相应驱控实施电机的从初始转速到最终转速的启动，

-在电机启动时，对电机施加相应的电压变化曲线，

-测定相应的电压变化曲线，以使得所属的电压频谱除了在基频中的基 波振荡外还包含基频的预定的谐波振荡的预定的分量，

-借助于相应的传感器检测至少一个产生的对应一致的相应的电流变 化曲线和产生的对应一致的机械振荡变化曲线，

-根据相应的电流变化曲线测定对应一致的相应的电流频谱，并且根据 相应的电流频谱和相应的电压频谱测定基频的预定的谐波振荡中的 至少一个谐波振荡中的电传递函数，

-根据相应的电流频谱测定电机的气隙中的对应一致的相应的径向力 谱线，

-根据检测到的相应的机械振荡变化曲线测定对应一致的相应的振荡 谱线，并且

-根据相应的径向力谱线和相应的振荡谱线为基频的至少一个谐波振 荡测定电机的至少一个机械传递函数。

正如已经提到的那样，机械传递函数能够可替换地是振荡的或声学的 传递函数。然而当然也能够测定两个传递函数。

通常将电机设计成是三相的。在这种情况下，受原理所限而无法出现 其频率对应于基频的可被3整除的整数倍数的谐波振荡。这一般在k相电 机中适用于基频的可被k整除的整数倍数。此外，这样的谐波振荡特别重 要的是，其频率是基频的奇数倍。

有利的是，对于电压的直接的依次的谐波振荡来说，适用关系式F2- F1>2f1，其中，F1和F2是两个谐波振荡的频率，并且f1是基频。通过 该处理方式实现的是，每个所激励的径向力波都通过唯一的、在电压频谱 内出现的频率来激励。

优选地对于电压的谐波振荡来说，适用关系式F＝nf1，其中，F是相 应的谐波振荡的频率，并且f1是基频，其中，n是满足关系式n＝2km+1 和n＝2km-1中的任一项的自然数，其中，k是电机的相数，并且m是大 于1的自然数，m特别优选地大于3、大于4并且特别优选地大于6。m 也能够具有更大的值，例如8、10或12。由此，实现了对单个所激励的振 荡的特别明确的区分。

电机的气隙中的径向力谱线包括脉冲的和旋转的径向力波。优选地， 为脉冲的径向力波和为旋转的径向力波各自测定出自身的机械传递函数。

根据个别情况，机械振荡变化曲线能够是电机的元件的振荡和/或声 波辐射。

能够实现的是，在测定电传递函数的范畴内应用以变频器的驱控为基 础的电压频谱。可替换地，能够实现的是，检测电压变化曲线，并且根据 检测到的电压变化曲线测定电压频谱。也就是说，在这种情况下应用实际 的电压频谱，而不是理论上期望的电压频谱。

能够实现的是，在测试环境中实施相应的测定方法。然而优选地，测 定方法由变频器的控制装置在变频器的测定模式下实施。由此也特别地能 够立刻实施测定方法。例如，当由变频器和电机构成的系统互相连接的时 候，即当变频器和电机首次进行电路连接的时候，或者当更换变频器或电 机的时候，每次都能够重新实施该测定方法。

能够从所测定的传递函数出发进行优化。优化的目的通常在于，使电 机的元件的振荡和/或在电机工作时产生的噪音最小化。但其他的优化也能 考虑。能够实现的是，从测定传递函数出发改变电机的机械特性。然而， 用于优化经由变频器接通在供电网络上的电机的机械振荡的优化方法优 选地在于，根据权利要求8：

-借助于根据本发明的测定方法(如上所述)测定电机的电的和至少一 个机械的传递函数，并且

-在应用所测定的传递函数的情况下，根据用于电机的频率和调节等级 的优化标准测定相应的优化了的电压变化曲线，并且储存在变频器 中。

也就是说，将具有相应的优化了的电压变化曲线的二维场作为频率和 调节等级的函数储存在变频器中。

电机的调节等级G通常定义为

$G=\sqrt{2}\frac{\mathrm{ULL}}{\mathrm{UZK}}$

其中，ULL是施加在电机上的导体-导体-电压 (Leiter-Leiter-Spannung)的基波的有效值，并且UZK是为变频器供电的 中间电路的中间电路电压。

在优化方法的范畴内，能够改变例如变频器的调制方法、其接通频率 和接通模式。

能够实现的是，优化方法始终以不变的形式实施。然而优选地，能够 实现的是，从外部为实施优化方法的装置预定优化标准和/或测定方法的参 数。这提高了优化方法的灵活性。测定方法的参数能够例如是电压的基波 振荡的频率范围或者电压的谐波振荡的分量。

能够实现的是，在测试环境中实施相应的优化方法。然而优选地，该 优化方法由变频器的控制装置在变频器的优化模式下实施。在这种情况 下，控制装置在变频器的正常模式下将在优化模式下储存在变频器中的优 化了的电压变化曲线读取出来并且应用。由此也特别地能够立刻实施优化 方法。例如，当由变频器和电机构成的系统互相连接的时候，即当变频器 和电机首次进行电路连接的时候，或者当更换变频器或电机的时候，每次 都能够-与测定方法类似地-重新实施该优化方法。

此外，本发明的目的通过具有权利要求11所述的特征的变频器实现。 根据本发明的变频器的有利的设计方案是从属权利要求12和13的内容。

根据本发明，开头所述类型的变频器设计为，控制装置使变频器在正 常模式下或在测定模式下工作，在测定模式下，控制装置实施根据本发明 的测定方法，并且在正常模式下，控制装置将储存在变频器中的电压变化 曲线读取出来并且应用。

优选地，控制装置在优化模式的范畴内实施测定模式。在这种情况下， 控制装置在优化模式下实施根据本发明的优化方法。此外，在正常模式下， 其将在优化模式下储存在变频器中的、经过优化的电压变化曲线读取出来 并应用。

控制装置优选地设计为可软件编程的装置。

此外，本发明的目通过具有权利要求14所述的特征的控制程序实现。 根据本发明，机器代码的实施导致根据本发明设计变频器。

控制程序能够以任意途径、例如经由如LAN那样的计算机-计算机- 连接或者因特网导到控制装置。其他的端口也是可能的，例如Profibus端 口。可替换地，能够实现的是，经由(移动式)数据载体将控制程序导到 控制装置，控制程序以机器可读取的形式-特别是以电子形式-储存在数据 载体中。然而，无论以何种方式将控制程序导到控制装置，其都在控制装 置的内部被储存在固定地或临时地分配给控制装置的数据载体中。

附图说明

结合下述联系附图详细阐述的更多的实施实例的示意性说明，详细阐 述了本发明的上述特性、特征和优点以及实现的方式和方法。在此，在示 意图中：

图1示出变频器供电的电机，

图2示出流程图，

图3示出电压频谱和径向力波的相应的频谱，

图4示出电压变化曲线，并且

图5至7示出流程图。

具体实施方式

根据图1，电机1经由变频器2接通在供电网络3上。变频器2一方 面由整流器4构成，并且另一方面由用于整流器4的控制装置5构成。供 电网络3通常是三相交流电网。电机1是三相交流电机。变频器2设计为 中间电路变频器。通常借助于整流器4对电机1进行三相供电。然而原则 上，多于三相的供电也是可能的。

控制装置5通常设计为可软件编程的装置。因此，其首先在内部具有 实施控制程序7的处理器6。其次，控制装置5具有程序存储器8，控制 程序7以机器可读取的形式储存在该程序存储器中。控制程序7包括能够 由控制装置5-更确切地说：由其处理器6-直接实施的机器代码9。机器代 码9的实施通过控制装置5确定变频器2的工作方式。特别地，机器代码 9的实施导致的是，这样设计变频器2，使得其正如在后面结合图2详细 说明的那样至少实施测定方法，正如在后面结合图5说明的那样也优选地 实施优化方法，并且正如在后面结合图6说明的那样特别优选地实施工作 方法。

在图2的处理方式的范畴内阐述了一种测定方法，借助于该测定方法 测定电机1的电的和(至少一个)机械的传递函数GE、GMR、GMP。电 传递函数GE表明，在利用具有确定的频率f的(正弦形式的)电压U进 行激励时，在哪些范围内和在可能的情况下以何种相位在电机1中激励相 同频率f的电流I。机械传递函数GMP、GMR表明，在具有确定的频率f 的电机1的气隙中的(正弦形式的)径向力存在时，在哪些范围内在电机 1中激励相同频率f的机械振荡S。机械振荡S能够例如是电机1的机械 元件的振动或者声波辐射。

在确定的频率的情况下，电机1的气隙中的径向力能够可替换地设计 为脉冲的径向力波、旋转的径向力波或者设计为脉冲的和旋转的径向力波 的线性组合。因此，电机1的气隙中的径向力谱线能够既包括脉冲的径向 力波，也包括旋转的径向力波。旋转的径向力波能够造成其他的、不同于 相同频率的脉冲的径向力波的机械振荡的激励。因此，必须区分用于脉冲 的径向力波的机械传递函数GMP和用于旋转的径向力波的机械传递函数 GMR。

为了测定传递函数GE、GMP、GMR，根据图2进行如下步骤：

在步骤S1中将基频f1设定为初始值fa。该初始值fa可根据需要而 确定，并且例如位于个位数的赫兹范围。在步骤S2中确定接通角度，变 频器2应当以该接通角度分别接通。在步骤S3中，根据接通角度测定所 属的电压频谱U(f)。在步骤S4中检查基频f1中的预定的谐波振荡所占的 分量ai(i＝1,5,7等)是否具有所期望的值。标志i表明了基频f1的多少 倍。分量a1例如是基频f1的分量，分量a5是第四谐波振荡的、即相对于 基频f1的五倍的频率的分量等。如果步骤S4的检查结果为否，则转至步 骤S5。在步骤S5中改变接通角度。然后返回至步骤S3。相反，如果步骤 S4的检查结果为是，则转至步骤S6。

图3纯示例性地示出了这种预期的电压频谱U(f)。对于每个谐波振 荡均适用-根据谐波振荡这一概念的定义-关系式F＝nf1。F是所观察的谐 波振荡的频率，n是自然数。此外根据图3，对于电压U的每个谐波振荡 来说，均适用关系式n＝6m+1或关系式n＝6m-1。数m是自然数。因此 仅应出现基频f1的奇数倍数。这种频谱至少会在电压变化曲线与基频f1 的四分之一周期对称的时候出现。

图3同时示出了电压频谱U(f)的两个优选的设计方案。这两个优选的 设计方案能够相互独立地实现。然而优选地，根据图3中的示意图将二者 相互结合起来。

一个优选的设计方案在于，对于电压的直接的依次的谐波振荡来说适 用关系式F2-F1>2f1。F1和F2在前述关系式中是所观察的这两个谐波 振荡的频率。换句话说：当确定的、包含在电压频谱U(f)中的谐波振荡满 足条件F＝(6m+1)f1时，在电压频谱U(f)中则不包含对于数m的相同的值 来说满足条件F＝(6m-1)f1的谐波振荡。同样地，反过来也适用。因此对 于数m的确定的值来说，这两个谐波振荡中的每个谐波振荡均满足 F＝(6m-1)f1和F＝(6m+1)f1这两个关系式中的一个，在电压频谱U(f)中始 终不包含或仅包含唯一的谐波振荡，但却不包含两个谐波振荡。根据图3 中的示意图，在电压频谱U(f)中仅包含满足条件F＝(6m-1)f1的谐波振荡， 然而该示意图是纯示意性的。同样地，能够实现的是，包含在电压频谱 U(f)中的几个或所有谐波振荡均满足条件F＝(6m+1)f1。

另一个优选的设计方案在于，适用于谐波振荡的条件是，m大于1。 数m能够例如具有值2、值3或者值4。对于数m来说，也能够是更大的 值，例如m大于6或者m大于10。然而，独立于数m的具体值，在电压 频谱U(f)中不会出现至少第4和第6谐波振荡(其频率等于基频f1的五 倍和七倍)。

接通角度也确定了相应的、随时间变化的电压变化曲线U(t)。图4- 纯示例性地-示出了可能的电压变化曲线U(t)。为了确定随时间变化的电压 变化曲线U(t)，能够例如在接通点的数量既定的情况下，电压变化曲线 U(t)的每周期测定最优的接通时间，从而使所得到的、随时间变化的电压 变化曲线U(t)尽可能地与所期望的电压频谱U(f)一致。

根据在步骤S1至S5中所测定的电压变化曲线U(t)，在步骤S6中驱 控变频器2。因此，控制装置5在步骤S6中相应地驱控整流器4。由此在 相应的频率f1下，U(t)对电机1施加相应的电压变化曲线。变频器2的驱 控导致电机1以一定的转速旋转，该转速线性地取决于基频f1。

借助于相应的电流传感器10，在步骤S7中检测产生的对应一致的相 应的、随时间变化的电流变化曲线I(t)。所检测到的电流变化曲线I(t)能够 例如输送到控制装置5。此外，借助于相应的振荡传感器11，12检测所产 生的对应一致的机械振荡变化曲线S(t)。能够考虑例如将传感器11用作振 荡传感器11，12，借助于该传感器直接检测电机1的机械元件的振动。在 这种情况下，检测到的机械振荡变化曲线S(t)是电机1的该元件的振荡。 同样地，能够考虑例如将麦克风12用作振荡传感器11，12。在这种情况 下，检测到的机械振荡变化曲线S(t)是电机1的声波辐射。能够实现的是， 振荡传感器11，12仅存在其中之一。然而同样地能够存在两种振荡传感 器11，12。另外，除了电流变化曲线I(t)和振荡变化曲线S(t)外，在可能 的情况下也能够检测电压变化曲线U(t)。

在步骤S8中-例如通过傅立叶转换-根据检测到的电流变化曲线I(t) 测定对应一致的相应的电流频谱I(f)。如果在步骤S7的范畴内也检测了电 压变化曲线U(t)，那么就另外根据检测到的电压变化曲线U(t)也测定(实 际的)电压频谱U(f)。然后在步骤S9中-例如通过除法-，根据相应的电流 频谱I(f)和相应的电压频谱U(f)，在相应的基频f1的预定的谐波振荡中的 至少一个下测定电传递函数GE。如果例如根据图3中的示意图，电压频 谱U(f)除了基频f1外还(特别地)包含第十个谐波振荡的分量，则能够 为该频率、即基频f1的十一倍频率测定电传递函数GE。对于包含在电压 频谱U(f)中的其它的谐波振荡、例如第16或第22个谐波振荡来说，类似 的处理方式也是可能的。

根据图3，电流频谱I(f)中的谐波振荡与基波振荡共同作用，在电机 1的气隙中分别引起旋转的径向力波FRR和脉冲的径向力波FRP。这两个 旋转力波FRR，FRP中的每一个各自在频率为相应的谐波振荡的频率和基 频之和时和在频率为二者之差时出现。如果在电流频谱I(f)中包含第10个 谐波振荡，则该谐波振荡与基波振荡相比具有相反的旋转方向。在与基波 振荡的叠加中，该谐波振荡例如在十倍基频f1下引起旋转的径向力波 FRR，并且在十二倍基频f1下引起脉冲的径向力波FRP。只要在电流频谱 I(f)中包含第12个谐波振荡，则该谐波振荡与基波振荡相比具有相同的旋 转方向。在与基波振荡的叠加中，该谐波振荡则例如在十四倍基频f1下 引起旋转的径向力波FRR，并且在十二倍基频f1下引起脉冲的径向力波 FRP。

对于数m的确定的值来说，两个谐波振荡中的每个谐波振荡均满足 两个关系式F＝(6m-1)f1和F＝(6m+1)f1中的一个，或者通常满足两个关 系式F＝(2km+1)f1和F＝(2km-1)f1中的一个，从上述事实中也能够清楚 地看到为何两个谐波振荡不应都出现在电压频谱U(f)中：如果情况如此， 则在基频f1的6m倍(一般的在2km倍)频率下导致的脉冲的径向力波 FRP是通过具有基频f1的(6m-1)倍频率的谐波振荡引起的脉冲的径向 力波FRP与通过具有基频f1的(6m+1)倍频率的谐波振荡引起的脉冲的 径向力波FRP的叠加。因此，产生的机械振荡S的频率不再能够明确地 对应到确定的、激励的电流部件上。

在步骤S10中测定旋转的径向力波FRR和脉冲的径向力波FRP。径 向力波FRR，FRP的测定对于专业技术人员来说是已知的。为了测定径向 力波FRR，FRP，除了频率范围内的电流分布、即电流频谱外，还需要了 解电机1的结构情况。因此，在步骤S10中，根据相应的电流频谱I(f)进 行径向力波FRR，FRP的测定。测定得出的径向力波FRR，FRP的总和 对应于电机1的气隙中的径向力谱线FRR(f)，FRP(f)。正如已经提到的那 样，径向力波FRR，FRP是造成电机1的受磁所限的机械振荡S的真正原 因。

在步骤S11中，根据检测到的相应的机械的振荡变化曲线S(t)测定对 应一致的相应的振荡谱线S(f)。振荡谱线S(f)包含与径向力谱线FRR(f)， FRP(f)相同的频率。因此能够实现的是，在步骤S12中根据相应的径向力 谱线FRR(f)，FRP(f)和相应的振荡谱线S(f)为基频f1的至少一个谐波振荡 测定机械传递函数GMP，GMR。在这里也能够再次通过除法进行测定。

正如已经提到的那样，基频f1与电机1的转速一致。由于电机1在 供电网络3上的接通，电机1的转速在实施步骤S6至S12的期间会增加。 这将在步骤S13中后执行，其中，基频f1升高一个频率变化δf。能够实 现的是，为了实现该目的而检测电机1的当前的转速。然而，其它的处理 方式也是可能的。因此，基频f1逐渐增加，并且电机1的转速与此对应 一致地逐渐上升。

在步骤S14中检查基频f1是否达到了最终值fe。只要情况并非如此， 则返回至步骤S3。否则，则结束图2的处理方式。因此，在图2的处理 方式的范畴内实施电机1从初始转速到最终转速的启动。

建立在上面的、结合图2说明的测定方法之上，能够例如进行对电机 1的优化。例如，能够另外确定电机1的确定的元件的尺寸，以便优化电 机1本身的振荡或电机1的噪声发射(通常是使其最小化)。可替换地或 附加地，能够实现的是，建立在图2的测定方法的基础上，在建立在该测 定方法之上的、用于优化电机1的机械振荡S的优化方法的范畴内，测定 整流器4的优化了的驱控。这将在后面结合图5进行详细说明。

根据图5中的示意图，首先在步骤S21中测定电机1的电传递函数 和至少一个机械传递函数GE，GMR，GMP。步骤S21对应于图2中的步 骤S1至S14的总和。

在步骤S22中将基频f1设置到最小值fmin上。在步骤S23中为基频 f1测定随时间变化的电压变化曲线U(t)。步骤S23的测定在应用传递函数 GE，GMP，GMR的情况下进行。测定电压变化曲线U(t)，以使得其一方 面引起电机1的所期望的工作-例如以一定的转速和一定的调节等级-并且 另一方面根据预定的优化标准OK进行优化。该优化标准OK能够根据需 求来确定。通常这样测定，即至少对于确定的频率来说使电机1的机械振 荡S最小化。在步骤S24中将在步骤S23中测定的、经过优化的电压变化 曲线U(t)(或者能够表示其特征的值、例如接通时间点)储存在变频器2 中。特别地，能够在控制装置5的存储器13中进行储存。该储存在二维 场中进行，其中，各个维度是与转速对应一致的频率和调节等级。

在步骤S25中将基频f1提高一个频率变化δf。步骤S25的频率变化 δf能够与步骤S11的频率变化δf对应一致。然而原则上，其能够与此独 立地来确定。然后，在步骤S26中检查基频f1是否达到了最大频率fmax。 只要情况并非如此，则返回至步骤S23。否则，就结束图5的处理方式。

优化方法由装置自动实施。能够实现的是，测定方法的参数和装置的 优化标准OK是固定地预定好的。可替换地，根据图1中的示意图能够实 现的是，从外部预定装置的优化标准OK和/或测定方法的参数。测定方法 的参数能够例如是基频f1的初始值fa和最终值fe、谐波振荡的数据和其 分量ai。在优化标准OK的范畴内，能够例如详细说明确定的频率或频率 范围，振荡S的优化应当在该频率范围内进行。

能够实现的是，实施测定方法的和优选地也实施优化方法的装置是专 门用于整流器4的控制装置，其仅用于实现该目的。然而优选地，该装置 是变频器2的控制装置5，在整流器4的正常驱控的范畴内也应用该控制 装置。

能够实现的是，控制装置5仅能实施正常工作模式和根据本发明的测 定方法。在这种情况下，控制装置5使变频器2可替换地在测定模式下或 在正常模式下工作。在这种情况下，控制装置5根据图6在步骤S31中检 查其是否应当实施正常模式或测定模式。例如，控制装置5能够在步骤 S31中检查是否由(未示出的)操作者为其预定相应的模式。在这种情况 下，控制装置5也能够自动地识别其是否应当实施正常模式或测定模式。

根据步骤S31的检查结果，控制装置5转至步骤S32或转至步骤S33 和S34。步骤S32对应测定模式。控制装置5在步骤S32中实施根据本发 明的、在上面结合图2进行说明的测定方法。步骤S33和S34对应正常模 式。在步骤S33中，控制装置5-例如根据由上级装置为控制装置5预定的 控制命令-测定电机1工作时应当所处的转速，并且因此测定基频f1。此 外，控制装置5在步骤S33的范畴内测定调节等级G。在步骤S34中，控 制装置5为对应一致的基频f1和调节等级G选择所属的、经过优化的电 压变化曲线U(t)，并且从存储器13中读取该电压变化曲线U(t)。控制装 置5在步骤S34中将该读取出来的电压变化曲线U(t)用于驱控整流器4。

然而优选地，变频器2的控制装置5也能够实施根据本发明的优化方 法。

在这种情况下，控制装置5根据图7使变频器2可替换地在优化模式 下或在正常模式下工作。在优化模式下，控制装置5实施优化方法(正如 在上面说明的那样)。在这种情况下，控制装置5在优化模式的范畴内实 施测定方法。

根据图7，控制装置5在步骤S36中检查其是否应当实施正常模式或 优化模式。例如，控制装置5能够在步骤S31中检查是否由(未示出的) 操作者为其预定相应的模式。在这种情况下，当控制装置5首次与电机1 连接的时候，其也能够自动地进行识别。在这种情况下，能够自动地开始 实施优化模式，并且也能够结束优化模式的实施。

如果控制装置5应当实施优化模式，则其转至步骤S37。在步骤S37 中，控制装置5实施在前面结合图5进行了说明的处理方式。特别地，在 步骤S37的范畴内，能够将用于不同的基频f1的、经过优化的电压变化 曲线U(t)储存在存储器13中。如果控制装置5应当实施正常模式，那么 其转至在上面已经结合图6说明了的步骤S33和S34。

因此总的说来，本发明涉及以下情况：

电机1经由变频器2接通在供电网络3上，通过该变频器的相应驱控， 实施电机1的从初始转速到最终转速的启动。在电机1启动时，对电机1 施加相应的电压变化曲线，电压变化曲线的所属的电压频谱除了基频f1 中的基波振荡外还包含基频f1的预定的谐波振荡。借助于相应的传感器 10至12，检测产生的电流振荡变化曲线和机械振荡变化曲线。根据与电 流变化曲线对应一致的电流频谱和相应的电压频谱，测定基频f1的谐波 振荡中的至少一个谐波振荡中的电传递函数GE，该电传递函数表明，在 利用确定的频率f的电压U进行激励时，在哪些范围内在电机1中激励相 同频率f的电流。根据相应的电流频谱测定电机1的气隙中的对应一致的 相应的径向力谱线。根据相应的径向力谱线和与机械振荡变化曲线对应一 致的振荡谱线，为基频f1的至少一个谐波振荡测定电机1的至少一个机 械传递函数GMP，GMR。该机械传递函数GMP，GMR表明，在利用具 有确定的频率f的电机1的气隙中的径向力进行激励时，在哪些范围内在 电机1中激励相同频率f的机械振荡S。

本发明具有众多优点。特别地，不仅能够快速(在几分钟内)和可靠 地测量电传递函数GE，也能够快速和可靠地测量机械传递函数GMP， GMR。此外，对于根据本发明的测定方法的实施来说，并且也对于根据本 发明的优化方法的实施来说，不要求附加装置。相反还能够应用变频器2 和其控制装置5。

尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发 明并不局限于所公开的实例，并且其他的变体能够由专业人员推导出，这 并不脱离本发明的保护范围。