DE10056199A1 - Asynchronmaschine und Verfahren zum Bestimmen ihrer Drehzahl - Google Patents
Asynchronmaschine und Verfahren zum Bestimmen ihrer DrehzahlInfo
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Abstract
Ein Verfahren dient zum Bestimmen der Drehzahl einer Asynchronmaschine. Um eine sensorlose Messung der Drehzahl der Asynchronmaschine zu ermöglichen, wird eine oder mehrere im Strom der Asynchronmaschine auftretende Unter- oder Oberschwingung(en) ermittelt und daraus die Drehzahl der Asynchronmaschine bestimmt (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Drehzahl einer Asyn
chronmaschine. Die Erfindung betrifft ferner eine Asynchronmaschine. Bei der
Asynchronmaschine kann es sich um einen Motor oder um einen Generator han
deln. Insbesondere kann es sich um eine Wechselstrom-Asynchronmaschine oder
eine Drehstrom-Asynchronmaschine (jeweils Motor oder Generator) handeln.
Bei Asynchronmaschinen, insbesondere bei Asynchronmotoren (und auch bei an
deren elektrischen Maschinen bzw. Motoren aller Arten), ist es bekannt, die Dreh
zahl zu messen. Hierfür werden bestimmte Bauteile verwendet. Beispielsweise
kann ein Tachogenerator mechanisch mit der Welle der Asynchronmaschine ge
koppelt werden. Das Signal des Tachogenerators wird als Spannung oder mit digi
taler Auswertung zur Bestimmung der Drehzahl der Asynchronmaschine bzw. des
Motors verwendet. Weiterhin ist es bekannt, in Verbindung mit elektronischen
Steuerungen und Regelungen optische Sensoren oder magnetische Sensoren
(Hall-Sensoren) zur Bestimmung der Drehzahl einzusetzen. In allen bisher be
kannten Fällen ist allerdings ein Sensor zur Bestimmung der Drehzahl erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine sensorlose Messung der Drehzahl einer Asyn
chronmaschine, insbesondere eines Asynchronmotors, zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß eine oder mehrere im Strom der Asynchronmaschine auf
tretende Unter- oder Oberschwingungen ermittelt und daraus die Drehzahl (die Ist-
Drehzahl) der Asynchronmaschine bestimmt wird. Bei einer erfindungsgemäßen
Asynchronmaschine wird die genannte Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung zum
Ermitteln der im Strom der Asynchronmaschine auftretenden Unterschwingung
oder Oberschwingung und eine Einrichtung zum Bestimmen der Drehzahl der
Asynchronmaschine aus dieser Unterschwingung oder Oberschwingung.
Gemäß der Erfindung wird der Strom einer Asynchronmaschine bzw. eines Asyn
chronmotors auf Frequenzinhalte unterhalb oder oberhalb der Frequenz, mit der
der Motor betrieben wird, untersucht. Es hat sich überraschend gezeigt, daß im
Motorstrom Unterschwingungen unterhalb der Betriebsfrequenz der Maschinen
spannung bzw. Motorspannung enthalten sind. Ferner sind auch Oberschwingun
gen oberhalb dieser Betriebsfrequenz feststellbar. Diese Frequenzen sind unter
schiedlich von der Schlupffrequenz. Sie sind abhängig von der Ist-Drehzahl der
Maschine bzw. des Motors. Es hat sich gezeigt, daß zwischen der Unterschwin
gung oder Oberschwingung und der Drehzahl der Asynchronmaschine ein Zusam
menhang besteht, derart, daß aus der Unterschwingung oder Oberschwingung die
Drehzahl bestimmt werden kann. Bei einer Drehstrommaschine genügt es, die im
Strom einer Phase auftretende Unterschwingung oder Oberschwingung zu ermit
teln. Es können aber auch zwei oder alle drei Phasen zur Ermittlung der Unter
schwingung oder Oberschwingung herangezogen werden. Die Unterschwingung
bzw. Oberschwingung ist dabei diejenige Schwingung, die unterhalb bzw. oberhalb
der Betriebsfrequenz (Netzfrequenz, Frequenz der Speisespannung) liegt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorteilhaft ist es, eine dem Strom in einer oder mehreren Spannungsversorgungs
leitungen proportionale Spannung zu bilden, beispielsweise durch einen Strom
wandler oder einen Meßwiderstand, und aus der in dieser Spannung auftretenden
Unterschwingung oder Oberschwingung die Drehzahl der Asynchronmaschine zu
bestimmen.
Die Drehzahl der Asynchronmaschine kann aus der Frequenz der Unterschwingung
oder Oberschwingung bestimmt werden. Statt dessen oder zusätzlich kann die
Drehzahl der Asynchronmaschine auch aus der Amplitude der Unterschwingung
oder Oberschwingung bestimmt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Amplitude der
Unterschwingung oder Oberschwingung im Maschinenstrom bzw. Motorstrom in
erster Näherung denselben Verlauf wie die Frequenz hat.
Der Zusammenhang der Drehzahl (Ist-Drehzahl) n mit der Frequenz der Unter
schwingung fu, der Frequenz der Maschinenspannung (Motorspannung) f0 und der
Synchrondrehzahl n0 läßt sich wie folgt formelmäßig darstellen:
n = n0 - k(f0 - fu) × 60 [1/min] (Formel 1)
Hierbei sind die Frequenzen f0 und fu in der Einheit [1/sec] angegeben, die Dreh
zahlen n und n0 in der Einheit [1/min]. Der Faktor k ist der Kehrwert der Polzahl,
also
k = 1/Polzahl.
Eine Asynchronmaschine bzw. ein Asynchronmotor mit einem Polpaar (zweipoliger
Motor) hat zwei Pole. Der Faktor k beträgt hier also ½. Bei Netzfrequenz f0 = 50 Hz
ist die Synchrondrehzahl 3000 [1/min]. Die Formel (1) führt dann zu
n = 3000 - ½ (50 - fu) × 60 [1/min] (Formel 2).
Man sieht aus dieser Formel, daß die Unterschwingung bei halber Synchrondreh
zahl die Frequenz fu = 0 hat. Der Verlauf der Frequenz der Unterschwingung (fu) ist
in
Fig. 3
dargestellt. Es hat sich gezeigt, daß die Amplitude der Unterschwingung im Ma
schinenstrom bzw. Motorstrom in erster Näherung proportional zu der Kurve aus
Fig. 3 verläuft, daß also auch die Amplitude der Unterschwingung mit kleiner wer
dender Drehzahl abnimmt, um ab halber Synchrondrehzahl wieder zu steigen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprü
che.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Asyn
chronmaschine sowie eine derart gesteuerte oder geregelte Asynchronmaschine.
Bei einem derartigen Verfahren wird die Drehzahl der Asynchronmaschine durch
das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt und zum Steuern oder Regeln der
Asynchronmaschine verwendet, vorzugsweise zum Steuern oder Regeln der Dreh
zahl, der Spannung und/oder des Stroms der Asynchronmaschine.
Die Asynchronmaschine kann mit Hilfe von Phasenanschnitt gesteuert oder gere
gelt werden. Als geeignete Bauteile kommen z. B. Thyristoren und/oder Triacs in
Betracht oder andere Bauteile, mit denen eine Phasenanschnittsteuerung oder
-regelung oder eine Spannungs- oder Stromsteuerung oder -regelung durchgeführt
werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Asyn
chronmaschine mit Frequenzumrichter gesteuert oder geregelt wird, wobei die er
findungsgemäß ermittelte Drehzahl zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl, der
Speisefrequenz und/oder der Spannung verwendet wird. Dementsprechend betrifft
die Erfindung auch eine Asynchronmaschine mit Frequenzumrichter.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer ersten Ausführungsform mit einem Ein
phasenmotor,
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform mit einem Drehstrom-
Asynchronmotor,
Fig. 3 die Abhängigkeit der Frequenz der Unterschwingung fu von der
Maschinendrehzahl (Ist-Drehzahl) n,
Fig. 4 ein Prinzipschaltbild mit aktiven Filtern zur Ausfilterung der Unter
schwingung.
Fig. 5 ein Prinzipschaltbild mit geschalteten Kapazitäts-Filtern zur Ausfilte
rung der Unterschwingung,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit einem Programm in einem Mikropro
zessor zur Ausfilterung der Unterschwingung,
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild zur Regelung eines Kondensator-Einphasen-
Motores mit Phasenanschnitt und
Fig. 8 ein Prinzipschaltbild für eine Motorregelung mit Frequenzumrichter.
Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipschaltung für die Stromanalyse bei einem Kondensa
tormotor (Einphasenmotor). Entsprechend dem Gegenstand der Erfindung dient die
Schaltung zur Bestimmung der Ist-Drehzahl des Asynchronmotors aus seinem
Strom. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist bei einem asynchronen Kondensatormotor (Ein
phasenmotor) M in eine Zuleitung ein kleiner Meßwiderstand R geschaltet. An ihm
entsteht eine dem Strom proportionale Spannung. Statt des Widerstands R könnte
auch ein Stromwandler verwendet werden. Die Spannung wird einer elektronischen
Schaltung E (Auswerte-Elektronik) zur Analyse zugeführt.
In Fig. 2 ist eine analoge Anordnung für einen Drehstrom-Asynchronmotor M (3-
Phasen-Motor) dargestellt. Der Widerstand R befindet sich in einer der drei Span
nungsversorgungsleitungen L1, L2 und L3, z. B. in der Spannungsversorgungsleitung
L2.
Die bereits erläuterte Fig. 3 zeigt die Frequenz fu der im Motorstrom enthaltenen
Unterschwingung als Funktion der Drehzahl (Ist-Drehzahl) n. Bei Synchron-
Drehzahl n0 ist keine Unterschwingung vorhanden; die Frequenz fu der Unter
schwingung ist gleich der Netzfrequenz f0. Wie oben erläutert folgt die Ist-Drehzahl
n der Gesetzmäßigkeit der Formel 2. Mit abnehmender Drehzahl n nimmt auch die
Unterschwingungs-Frequenz fu ab, und zwar linear. Sie erreicht bei halber Syn
chrondrehzahl den Wert 0 und steigt dann wieder an.
Es hat sich gezeigt, daß auf dem Versorgungsspannungsnetz (in Europa 230 V, 50 Hz)
oberhalb der Netzfrequenz eine Vielzahl von Oberwellen unterschiedlichster
Amplitude vorhanden sind. Unterhalb der Netzfrequenz sind keine Frequenzen
feststellbar. Dieser Bereich ist "sauber". Deshalb läßt sich die Unterschwingung mit
einem Tiefpaß herausfiltern. Dabei ist es wünschenswert und in vielen Fällen auch
erforderlich, die Grundschwingung der Netzspannung gut zu unterdrücken.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Anordnung zum Herausfiltern der drehzahlabhängigen
Unterschwingung. Aus der Frequenz fu der Unterschwingung kann die Ist-Drehzahl
n entsprechend den oben genannten Formeln 1 bzw. 2 ermittelt werden. Die Filter
der Fig. 4 sind als aktive Tiefpässe mit Operationsverstärkern ausgebildet. Ein dem
Strom proportionales Signal wird einem Cauerfilter vierter Ordnung T1 zugeführt,
dessen Ausgang mit dem Eingang eines Operationsverstärkers O verbunden ist. Im
gewählten Beispiel wird das Signal dort um 20 dB verstärkt und einem Tiefpaß
zweiter Ordnung T2 zugeführt, dessen Ausgangssignal die Unterschwingung ist.
Dementsprechend beinhaltet die Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Ausfilterung der
Unterschwingung mit aktiven Filtern auf Basis Operationsverstärker.
Fig. 5 zeigt eine andere Möglichkeit, die im Motorstrom enthaltene drehzahlabhän
gige Unterschwingung herauszufiltern. Dies geschieht beim Ausführungsbeispiel
mit geschalteten Kapazitäts-Filtern. Ein dem Strom proportionales Signal wird ei
nem passiven Tiefpaß T3 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ellipti
schen Tiefpasses achter Ordnung T4 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Tief
passes T4 wird einem weiteren elliptischen Tiefpaß achter Ordnung T5 zugeführt,
dessen Ausgang mit einem Schmitt-Trigger ST verbunden ist und dessen Ausgang
die ausgefilterte Unterschwingung abgibt. Die geschalteten Kapazitätsfilter der Fig.
5 sind als integrierte Bausteine erhältlich (angelsächsisch: " switched capacitor fil
ter"). Diese Filter haben den Vorteil, daß man ihre Grenzfrequenz temperaturunab
hängig durch die Taktfrequenz festlegen kann. Wieder muß besonderer Wert auf
die Unterdrückung der Netzfrequenz gelegt werden, die wünschenswert und in vie
len Fällen erforderlich ist. Da die Grenzfrequenz bei einer solchen Anordnung mit
der Taktfrequenz des geschalteten Kapazitätsfilters einstellbar ist, kann man z. B.
die Grenzfrequenz der Filter bei einem mit Frequenzumrichter gespeisten Motor
entsprechend der vom Umrichtergenerierten Spannung nachfahren;
Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit zum Ausfiltern der Unterschwingung im Strom,
bei der mit einem der immer schneller und mächtiger werdenden Mikrocomputer
(µComputer) gearbeitet wird. Das dem Strom proportionale Signal wird einem Tief
paß T6 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers
(A/D-Wandler) A/D verbunden ist. Die digitalisierten Signale werden einen Mikro
computer µC zugeführt, wo sie entsprechend dem dort vorhandenen Programm
verarbeitet werden. Mit Signal-Prozessoren sind nach einer Analog-Digital-
Wandlung Filter verschiedenster Durchlaßkurven durch Software implementierbar.
Bei einer derartigen Lösung ist es möglich, die in den Fig. 4 und 5 gezeigten
Filter durch mathematische Operationen entsprechend dem Programm des Mikro
computers zu verwirklichen. Ein weitere möglicher Weg für das Aufspüren der in
dem Signal enthaltenen Schwingungen ist die sogenannte "Fast-Fourier-
Transformation" (FFT). Mit dieser in einem schnellen Mikrocomputer möglichen Re
chenvorschrift erhält man alle in dem Signal enthaltenen Schwingungen und ihre
Amplituden. Man kann auf diese Weise also auch die gewünschte Unterschwingung
finden. Die Fig. 6 zeigt dementsprechend die Ausfilterung der Unterschwin
gung mit einem Programm in einem Mikrocomputer, wobei das Programm eines
oder mehrere Filter emulieren kann und/oder nach anderen Rechenvorschriften
arbeiten kann, beispielsweise nach der Fast-Fourier-Transformation (FFT). Grund
sätzlich ist es auch möglich, durch einen Mikrocomputer eine Oberschwingung zu
ermitteln und die Drehzahl der Asynchronmaschine bzw. des Asynchronmotors aus
dieser Oberschwingung zu bestimmen.
Die einfachste Anwendung der Erfindung besteht darin, die ermittelte Drehzahl (tat
sächliche Drehzahl, Ist-Drehzahl) der Asynchronmaschine bzw. des Asynchron
motors anzuzeigen, beispielsweise durch eine digitale Anzeige. Die Erfindung läßt
sich allerdings auch zum Steuern und Regeln der Asynchronmaschine bzw. des
Asynchronmotors verwenden. Insbesondere kann die Drehzahl einer Asynchron
maschine bzw. eines Asynchronmotors geregelt werden. Dies kann ohne oder mit
Phasenanschnitt durchgeführt werden.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Schaltungsanordnung für ei
nen Wechselstrom-Motor. Gezeigt ist die Regelung eines Kondensator-Einphasen-
Motors mit Phasenanschnitt bei Ermittlung der Ist-Drehzahl aus der Unterschwin
gung im Strom. Der Eingang des Motors M ist mit der Phase L verbunden. Der
Ausgang des Motors M ist über einen Triac T und einen damit in Reihe geschalte
ten Widerstand R mit dem Nulleiter N verbunden. Ferner ist der Ausgang des Mo
tors M mit einer Schaltung S1 zur Ermittlung der Nulldurchgänge verbunden, die bei
jedem Nulldurchgang ein entsprechendes Signal an den Mikrocomputer µC abgibt.
Zwischen Triac T und Widerstand R befindet sich ein Abgriff für einen Tiefpaß T7,
dessen Ausgangssignal einer Rechteckschaltung S2 zugeführt wird. Das Aus
gangssignal der Rechteckschaltung S2 wird dem Mikrocomputer µC zugeführt.
Nach Verarbeitung der Signale aus den Schaltungen S1 und S2 entsprechend ei
nem in dem Mikrocomputer µC vorhandenen Programm wird ein Signal erzeugt,
durch das der Triac T gezündet wird.
Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung ist ohne Eingriffe in die Mechanik für ein bestehen
des Antriebssystem nachrüstbar. Sie greift nur in die Zuleitungen ein. Der Phasen
anschnitt über den Triac T stört die Schaltung nicht, weil er nur Oberwellen (Fre
quenzspektren) oberhalb der Frequenz der Speisespannung erzeugt. Die Drehzah
linformation ist aber auch, wie beschrieben, in einer Frequenz unterhalb der Fre
quenz der Speisespannung enthalten.
Das Prinzip kann auch, wie in Fig. 8 gezeigt, in Verbindung mit einem Frequenzum
richter genutzt werden. Dort ist eine Motorregelung mit Frequenzumrichter darge
stellt. Die Ist-Drehzahl wird aus der Messung der Unterschwingung im Motorstrom
bestimmt. Hierzu befindet sich in einer Phase des Drehstrommotors M ein Strom
wandler STW, der ein stromproportionales Signal erzeugt, welches dem Mikrocom
puter µC zugeführt wird und das in dem Mikrocomputer µC für die Fast-Fourier-
Transformation FFT verwendet wird. Die Ausgangssignale des Mikrocomputers µC
werden dem Treiber T und von dort der Endstufe E zugeführt. Die Endstufe E ist
mit dem Drehstrommotor M verbunden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 kann
über die Messung des Stroms ein Drehstrommotor mit optimalem Wirkungsgrad
betrieben werden. Dazu müssen Motorparameter im Speicher des Mikrocomputers,
beispielsweise in einem ROM-Speicher (Read-Only-Memory), abgelegt sein.
Die Erfindung kann durch eine elektronische Schaltung in Verbindung mit einer
Asynchronmaschine, insbesondere einem Asynchronmotor, verwirklicht werden,
wobei eine dem Strom in einer oder mehreren Spannungsversorgungsleitungen
proportionale Spannung gebildet wird, beispielsweise durch einen Stromwandler
trafo oder einen Meßwiderstand, und die in dieser Spannung enthaltene Unter-
oder Oberschwingung zur Bestimmung der Ist-Drehzahl verwendet wird. Die im
Strom enthaltene Unterschwingung kann mit Tiefpaßfiltern herausgefiltert werden,
die als aktive Filter mit Operationsverstärkern aufgebaut sein können. Die im Strom
enthaltene Unterschwingung kann allerdings auch mit geschalteten Kapazitätsfiltern
herausgefiltert werden. Es ist möglich, die stromproportionale Spannung in ein di
gitales Signal zu wandeln und in einen Mikrocomputer einzugeben. Der Mikrocom
puter kann die Unterschwingung durch eine Rechenvorschrift (einen Algorithmus)
ausfiltern. Die Rechenvorschrift kann mathematisch ein analoges Filter nachbilden
oder eine Spektralanalyse (Fast-Fourier-Transformation FFT) sein.
Gemäß der Erfindung kann die ermittelte Drehzahl (Ist-Drehzahl) zur Regelung der
Asynchronmaschine verwendet werden, insbesondere zur Regelung der Drehzahl
der Asynchronmaschine. Zur Durchführung der Regelung können die ermittelten
Ist-Drehzahlen mit vorgegebenen Soll-Drehzahlen verglichen werden und die Diffe
renzsignale zur Regelung der Drehzahl bei einer Asynchronmaschine verwendet
werden, beispielsweise bei einem asynchronen Einphasenmotor oder bei einer
Asynchronmaschine mit mehreren Phasen. Die Differenzsignale können zur Rege
lung der Drehzahl mit Hilfe von Phasenanschnitt verwendet werden. Ferner ist es
möglich, die ermittelten Ist-Drehzahlen mit vorgegebenen Soll-Drehzahlen zu ver
gleichen und die Differenzsignale zur Regelung der Drehzahl, der Speisefrequenz
und/oder der Spannung bei Asynchronmaschinen mit Frequenzumrichter zu ver
wenden, insbesondere bei asynchronen Drehstrommaschinen bzw. Drehstrommo
toren mit Frequenzumrichter.
Claims (20)
1. Verfahren zum Bestimmen der Drehzahl einer Asynchronmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere im Strom der Asynchronmaschine auftretende Unter-
oder Oberschwingungen ermittelt und daraus die Drehzahl (n) der Asyn
chronmaschine bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Strom in
einer oder mehreren Spannungsversorgungsleitungen proportionale Span
nung gebildet wird und aus den darin auftretenden Unterschwingungen oder
Oberschwingungen die Drehzahl der Asynchronmaschine bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh
zahl der Asynchronmaschine aus der Frequenz und/oder der Amplitude der
Unterschwingung oder Oberschwingung bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehzahl der Asynchronmaschine nach der Formel
n = n0 - k (f0 - fu) × 60 [1/min]
bestimmt wird, wobei
n0 = Synchrone Drehzahl der Asynchronmaschine
k = 1/Polzahl der Asynchronmaschine
f0 = Frequenz der Statorspannung der Asynchronmaschine
fu = Frequenz einer Unterschwingung
n = n0 - k (f0 - fu) × 60 [1/min]
bestimmt wird, wobei
n0 = Synchrone Drehzahl der Asynchronmaschine
k = 1/Polzahl der Asynchronmaschine
f0 = Frequenz der Statorspannung der Asynchronmaschine
fu = Frequenz einer Unterschwingung
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Unterschwingung durch einen Tiefpaßfilter herausgefiltert
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Strom der Asynchronmaschine oder die dem Strom der
Asynchronmaschine proportionale Spannung in ein digitales Signal gewandelt
wird und daß daraus die im Strom der Asynchronmaschine auftretende Unter
schwingung oder Oberschwingung ermittelt wird, vorzugsweise durch einen
Mikrocomputer.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschwin
gung oder Oberschwingung durch eine Rechenvorschrift ermittelt wird.
8. Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Asynchronmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl der Asynchronmaschine durch ein Verfahren nach einem
Ansprüche 1 bis 7 bestimmt wird und zum Steuern oder Regeln der Asyn
chronmaschine verwendet wird, vorzugsweise zum Steuern oder Regeln der
Drehzahl, der Spannung und/oder des Stroms der Asynchronmaschine.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Asynchronma
schine mit Hilfe von Phasenanschnitt gesteuert oder geregelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Asyn
chronmaschine mit Frequenzumrichter gesteuert oder geregelt wird, wobei die
ermittelte Drehzahl zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl, der Speise
frequenz und/oder der Spannung verwendet wird.
11. Asynchronmaschine,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Ermitteln der im Strom der Asynchronmaschine auftre
tenden Unterschwingung oder Oberschwingung und eine Einrichtung zum Be
stimmen der Drehzahl (n) der Asynchronmaschine aus dieser Unterschwin
gung oder Oberschwingung.
12. Asynchronmaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrich
tung zum Bilden einer dem Strom der Asynchronmaschine proportional Span
nung, vorzugsweise einen Stromwandler-Transformator oder einen Meßwi
derstand, und einer Einrichtung zum Bestimmen der Drehzahl der Asyn
chronmaschine aus dieser Spannung.
13. Asynchronmaschine nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung zum Bestimmen der Drehzahl der Asynchronmaschine aus der
Frequenz und/oder der Amplitude der Unterschwingung oder Oberschwin
gung.
14. Asynchronmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zum Bestimmen der Drehzahl der Asynchronmaschine
nach der Formel
n = n0 - k (f0 - fu) × 60 [1/min].
n = n0 - k (f0 - fu) × 60 [1/min].
15. Asynchronmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet
durch einen Tiefpaßfilter zum Ausfiltern der Unterschwingung.
16. Asynchronmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet
durch einen Analog-Digital-Wandler zum Wandeln des Stroms der Asyn
chronmaschine oder einer dem Strom der Asynchronmaschine proportionalen
Spannung in ein digitales Signal und einen Mikrocomputer zum Ermitteln der
Unterschwingung oder Oberschwingung.
17. Asynchronmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Mikrocomputer ein eine Rechenvorschrift enthaltendes Programm vorhanden
ist.
18. Asynchronmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zum Steuern oder Regeln der Asynchronmaschine,
vorzugsweise zum Steuern oder Regeln der Drehzahl, der Spannung und/des
Stroms der Asynchronmaschine.
19. Asynchronmaschine nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Thyristor
und/einen Triac bzw. ein sonstiges Bauteil zum Phasenanschnitt.
20. Asynchronmaschine nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch einen
Frequenzumrichter.
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DE (1) | DE10056199A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10057025B4 (de) * | 2000-11-17 | 2004-07-01 | Siemens Ag | Phasensparende Tiefpassfilter zur Antriebsregelung bei hoher Regeldynamik |
DE102011007331A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erfassung einer Drehung eines Rotors eines Generators |
-
2000
- 2000-11-13 DE DE10056199A patent/DE10056199A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10057025B4 (de) * | 2000-11-17 | 2004-07-01 | Siemens Ag | Phasensparende Tiefpassfilter zur Antriebsregelung bei hoher Regeldynamik |
US6940247B2 (en) | 2000-11-17 | 2005-09-06 | Siemens Aktiengesselschaft | Phase-saving lowpass filters for drive control in conjunction with a high level of control dynamics |
DE102011007331A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erfassung einer Drehung eines Rotors eines Generators |
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