Kompensation der Betriebsabhängigkeiten der Anisotropie im Hinblick auf die geberlose Regelung von Synchronmaschinen
Oscar Cabral Ferreira
Die drehgeberlose Regelung von Drehfeldmaschinen bildet seit mehreren Jahren einen der Hauptforschungsschwerpunkte im Bereich der Antriebstechnik. Hierbei liegt der Fokus überwiegend auf Regelverfahren für Synchronmaschinen im Drehzahlbereich um den Stillstand. Für die sensorlose Schätzung der Rotorposition werden unter anderem Verfahren eingesetzt, die ein hochfrequentes Spannungssignal in die Maschine injizieren. Die hochfrequente Stromantwort wird von der Maschine in Abhängigkeit der Rotorposition moduliert und für die Positionsbestimmung herangezogen.
Diese Injektionsverfahren basieren auf anisotropen Eekten der Maschine, die zum Beispiel durch lokale Sättigungseekte oder unsymmetrische Rotorformen hervorgerufen werden und zu unterschiedliche Induktivitäten in d- und q-Richtung führen. Bei permanenterregten Synchronmaschinen ist diese Anisotropie mit der Rotorlage korreliert und kann zur geberlosen Rotorpositionsbestimmung genutzt werden.
Den Schwerpunkt der Arbeit bilden die anisotropen Eigenschaften von Synchronmaschinen in Verbindung mit einem geberlosen Injektionsverfahren. Hierbei wird die Anisotropie, d. h. die Dierenz zwischen den Induktivtäten in d- und in q-Richtung, stark vom Arbeitspunkt des Antriebes beeinusst. Neben einer zunehmenden Fehlorientierung führt die Belastungsabhängigkeit zu einem Vorzeichenwechsel in der Anisotropie und somit zu schwerwiegenden Funktionsstörungen. Diese werden durch die Kompensation der Fehlorientierung eines drehgeberlos geregelten Antriebes vermieden.
