TY  - THES
AB  - Für die Regelung der elektrisch erregten Synchronmaschine ist unbedingt die Information über die Polradlage oder die Lage eines Maschinenflusses notwendig. Üblicherweise wird dafür ein mechanischer Winkelpositionssensor an der Maschinenwelle angeschlossen, der gegebenenfalls zusammen mit einem geeigneten Maschinenmodell alle notwendigen Informationen in jedem Betriebszustand der Maschine liefern kann. Unglücklicherweise handelt es sich bei den Winkelsensoren um mechanisch sowie elektrisch sensible Geräte, sodass deren Einsatz die Zuverlässigkeit des gesamten Antriebs reduziert. Ein Fehler im Sensor führt in der Regel zu einem Ausfall des gesamten Antriebs.
Eine Alternative zu dem herkömmlichen Verfahren mit mechanischem Sensor (Gebersystem) bieten die geberlosen Regelverfahren. Hierbei wird die benötigte Information der Polradlage bzw. der Lage des Maschinenflusses nur aufgrund von Maschinenmodellen ermittelt, deren Eingänge ausschließlich die Statorströme sowie der Feldstrom und die Spannung im Gleichspannungszwischenkreis sind. Diese Größen werden ohnehin im Antrieb gemessen.
Für den drehgeberlosen Betrieb von elektrisch erregten Synchronmaschinen sind verschiedene Verfahren für verschiedene Betriebszustände notwendig. Während die Verfahren für hohe Drehgeschwindigkeiten problemlos bei diesem Maschinentyp eingesetzt werden können, versagen die bisher bekannten Methoden im niedrigen Drehgeschwindigkeitsbereich oder im Stillstand bei einer Vielzahl von Maschinen oder Anwendungen. In dieser Dissertation wurden nun zunächst detailliert die Probleme beschrieben, die zu dem Versagen der bisher bekannten Methoden führen. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wurden zwei neue Identifikationsverfahren, sowohl für die Identifikation der Anfangsrotorlage als auch für den geregelten Betrieb bei niedriger Drehgeschwindigkeit, vorgestellt. Beide Verfahren basieren auf Methoden, die das Potential haben, bei einer Vielzahl von Maschinen erfolgreich angewandt werden zu können, nämlich die Injektion von niederfrequenten Testsignalen in die Statorwicklung und die Auswertung der Signalantworten entweder im Stator oder im Feldkreis. Beide Verfahren wurden zunächst simuliert, danach an einer Nieder-spannungsmaschine und letztendlich an einem kommerziellen Mittelspannungs-umrichter mit entsprechender Maschine experimentell validiert.
Das Verfahren für die Identifikation der Anfangsrotorlage liefert bei der gemessenen Maschine eine Genauigkeit von besser als 5° des elektrischen Winkels der Polradlage und lässt sich sowohl bei direkt erregten als auch bei bürstenlos erregten Maschinen anwenden.
Das Verfahren zur geberlosen Regelung bei niedriger Drehgeschwindigkeit stellt den dauerhaften, geregelten Betrieb unter Last sowohl im Stillstand als auch bei kleiner Drehgeschwindigkeit sicher. Es kommt dabei zu keinerlei Drift im identifizierten Winkel. Aufgrund von praktischen Begrenzungen konnte der Winkel jedoch nur mit der moderaten Genauigkeit von 30° (elektrischer Winkel) an einem konventionellen Mittelspannungsantrieb identifiziert werden.
AU  - Feuersänger, Simon Peter
DA  - 2015
KW  - Synchronmaschine
KW  - Drehgeberlose Regelung
KW  - Sensorlose Regelung
KW  - Polradlage
KW  - Mittelspannungsumrichter
KW  - Niederspannungsmaschine
KW  - Electric machinery (synchronous)
KW  - Encoderless control
KW  - Sensorless control
KW  - Flux position
KW  - Medium voltage drive
LA  - ger
PY  - 2015
TI  - Drehgeberlose Identifikation der Rotorlage der elektrisch erregten Synchronmaschine in Mittelspannungsantrieben
TT  - Encoderless rotor position identification of the electrically excited synchronous machine in medium voltage drives
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-9787
Y2  - 2024-11-24T22:14:58
ER  -