Geräuschoptimierung einer umrichter-gespeisten Asynchronmaschine

Abstract

Bei der Entwicklung von öffentlichen Verkehrsmitteln, wie etwa Straßenbahnen, werden immer wieder Anstrengungen unternommen um das Reisen für den Kunden attraktiver und angenehmer zu gestalten. Einer dieser Ansätze den Kundenkomfort zu erhöhen ist es, die auf den Kunden einwirkende Lärmbelästigung möglichst gering zu halten. An diesem Punkt setzt diese Arbeit an. Ein bereits bestehender Traktionsantrieb für Straßenbahnen, eine Umrichter-gespeiste Asynchronmaschine mit Konvektionskühlung, soll hinsichtlich seiner Möglichkeiten zur Geräuschreduzierung untersucht werden. Hierfür soll das aktuelle Geräuschbild der Maschine untersucht werden und die wichtigsten Geräuschquellen sowie die Resonanzen des Systems identifiziert werden. Anschließend sollen geeignete Maßnahmen zur Geräuschminderung ausgewählt und deren Auswirkungen auf die Geräuschemissionen des Antriebes untersucht werden. Es sollen sowohl Veränderungen, betreffend die Motoransteuerung (z.B. Schaltfrequenz, Pulsmuster), als auch mechanische Veränderungen, wie zusätzliche Dämpfungselemente, geprüft werden. Dabei soll neben der Reduzierung des Schalldruckpegels speziell auch auf die Besonderheiten des menschlichen Hörempfindens Rücksicht genommen werden.

When designing vehicles for public transportation, e.g. tramways, more and more effort is put into making travelling more comfortable for the customers. Therefore one important aspect is to reduce the noise pollution that affects the customers. The goal of this work is to reduce the noise emission of an existing traction drive, an inverter-fed induction machine with convection cooling. The current system has to be analysed in terms of its potentials to reduce noise. Therefore the noise emission of the drive has to be measured and the main sources of noise as well as the resonances of the system have to be identified. Qualified actions for noise reduction are chosen and their input on the noise emission is studied. Changes regarding motor control (e.g. switching frequency, pulse pattern) as well as mechanical changes, e.g. additional attenuators, are considered. Besides the reduction of the produced sound pressure level, also the special characteristics of the human sense of hearing are taken into consideration.