DE102010021865A1 - Method for controlling synchronous machine e.g. three-phase motor, involves regulating flux-forming current component of motor current such that regenerative energy generated in motor is transformed into heat - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln oder Abbremsen einer Synchronmaschine und eine umrichtergespeiste Synchronmaschine.The invention relates to a method for controlling or decelerating a synchronous machine and a converter-fed synchronous machine.
Bei modernen elektrischen Antrieben kommen zunehmend umrichtergespeiste Synchronmaschinen zum Einsatz. Insbesondere die Ausführungsform der Synchronmaschine mit Dauermagneten im Rotor ermöglicht hohe Systemwirkungsgrade, da keine ohmsche Erregerverluste auftreten können.In modern electric drives increasingly inverter-fed synchronous machines are used. In particular, the embodiment of the synchronous machine with permanent magnets in the rotor allows high system efficiencies, since no ohmic pathogen losses can occur.
Als Regelsystem kommt dabei häufig eine feldorientierte Regelung zum Einsatz, wobei ein Statorstromraumzeiger bestimmt wird und daraus ein momentbildender und flussbildender Stromanteil ermittelt wird, wobei diese Werte von entsprechenden Sollwerten abgezogen werden und Regeleinheiten zugeführt werden, die als Ausgangsgröße einen Sollspannungsraumzeiger erzeugen, aus dem wiederum Ansteuersignale für die Leistungsschalter eines Wechselrichters ermittelt werden. Der Sollwert für den drehmomentbildenden Strom wird dabei oftmals mittels funktionaler Abhängigkeit aus einem Drehmomentsollwert bestimmt und der Sollwert des flussbildenden d-Stroms wird im Grunddrehzahlbereich auf den Wert Null gesetzt.As a control system, a field-oriented control is often used, wherein a Statorstromraumzeiger is determined and from a moment-forming and flow-forming current component is determined, these values are subtracted from corresponding setpoints and control units are supplied, which generate a setpoint voltage space pointer as the output, from which in turn drive signals for the circuit breakers of an inverter. The setpoint for the torque-forming current is often determined by means of functional dependence of a torque setpoint and the setpoint of the flow-forming d-current is set to zero in the base speed range.
Ein negativer Drehmomentsollwert führt bei positiver Istdrehzahl zum Abbremsen, also der betragsmäßigen Verkleinerung der Istdrehzahl, und ein positiver Drehmomentsollwert führt bei negativer Istdrehzahl zum Abbremsen des mittels feldorientierter Regelung betriebenen Synchronmotors. In beiden generatorischen Betriebsfällen wird mechanische Bewegungs/Rotationsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Dies wiederum bewirkt, dass die Spannung am üblichen Zwischenkreiskondensator ansteigt. Diese Zwischenkreisspannung darf aus Schutzgründen einen Grenzwert nicht überschreiten.A negative torque setpoint leads to deceleration at a positive actual speed, that is to say the reduction in magnitude of the actual speed, and a positive torque setpoint leads to deceleration of the synchronous motor operated by field-oriented control when the actual speed is negative. In both regenerative operating cases, mechanical motion / rotational energy is converted into electrical energy. This in turn causes the voltage at the usual DC link capacitor increases. For reasons of safety, this DC link voltage must not exceed a limit value.
Um die Zwischenkreisspannung unter diesem Grenzwert zu halten, kommen in der Praxis häufig zwei verschiedene Lösungsvarianten zum Einsatz. Bei der ersten Variante, bekannt als Netzrückspeisung, wird der netzseitige Gleichrichter mit steuerbaren Schaltern versehen, die über eine Regeleinheit in einer Steuerelektronik angesteuert werden können. Dadurch ist es möglich den Leistungsfluss zwischen Netz und Zwischenkreiskondensator zu steuern. Eine zweite häufige Variante ist der Anschluss eines Bremswiderstandes an den Zwischenkreiskondensator, wobei zwischen Widerstand und Kondensator ein ansteuerbarer Schalter sitzt.In order to keep the DC link voltage below this limit, in practice often two different solution variants are used. In the first variant, known as power feedback, the network-side rectifier is provided with controllable switches that can be controlled via a control unit in a control electronics. This makes it possible to control the power flow between the network and the DC link capacitor. A second common variant is the connection of a braking resistor to the DC link capacitor, wherein between resistor and capacitor sits a controllable switch.
Beide Varianten haben allerdings den Nachteil, dass die Kosten der umrichtergespeisten Synchronmaschine durch den Mehraufwand bei den Bauteilen ansteigen.However, both variants have the disadvantage that the costs of the inverter-fed synchronous machine increase due to the additional expenditure on the components.
Um den Nachteil der erhöhten Systemkosten zu vermeiden ist ein Verfahren erforderlich, das es ermöglicht ohne Mehraufwand an Bauteilen eine umrichtergespeiste Synchronmaschine abzubremsen.In order to avoid the disadvantage of increased system costs, a method is required which makes it possible to brake a converter-fed synchronous machine without additional expenditure of components.
In der europäischen Patentanmeldung
In der deutschen Patentschrift
In der ebenfalls deutschen Patentschrift
Alle Verfahren haben den Nachteil, dass sie nicht mit einer feldorientierten Regelung kombinierbar sind, das Bremsmoment nicht exakt gesteuert werden kann und die entstehende Zwischenkreisspannung nicht berücksichtigt wird.All methods have the disadvantage that they can not be combined with a field-oriented control, the braking torque can not be controlled exactly and the resulting DC link voltage is not taken into account.
In der Offenlegungsschrift
Im Prinzip handelt es sich hierbei um eine kaskadierte Regelstruktur, wobei der innere Regelkreis immer schneller sein muss als der äußere Regelkreis. Nachteilig ist dabei die geringe maximale Regeldynamik des äußeren Regelkreises und die damit verbunde Gefahr eines Überschießens der Zwischenkreisspannung infolge einer Bremsmomentanforderung die über den schnellsten Regelkreis, dem Statorstromregelkreis, realisiert wird. Insbesondere bei kleinen Kapazitätswerten des Zwischenkreiskondensators verstärkt sich die beschriebene Problematik.In principle, this is a cascaded rule structure, where the inner loop must always be faster than the outer loop. The disadvantage here is the low maximum control dynamics of the outer control loop and the associated danger of overshoot of the DC link voltage as a result Braking torque request realized via the fastest control circuit, the stator current control circuit. Particularly with small capacitance values of the DC link capacitor, the described problem is intensified.
Aufgabenstellungtask
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln oder Abbremsen einer Synchronmaschine zu entwickeln, welches ein geregeltes Abbremsen einer umrichtergespeisten Synchronmaschine ermöglicht, wobei eine Netzrückspeisung und ein Bremswiderstand einsparbar sind und wobei die Zwischenkreisspannung sicher unter einem bestimmten Grenzwert gehalten wird und das mit einer feldorientierten Regelung kombinierbar ist.The invention is therefore an object of the invention to develop a method for controlling or decelerating a synchronous machine, which allows a controlled braking an inverter-fed synchronous machine, with a regenerative power supply and a braking resistor can be saved and the DC link voltage is safely kept below a certain threshold and with a field-oriented control can be combined.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren zum Regeln einer Synchronmaschine nach den in Anspruch 1, bei dem Verfahren zum Abbremsen einer Synchronmaschine nach den in Anspruch 9 und bei der umrichtergespeisten Synchronmaschine nach den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the method for controlling a synchronous machine according to
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Abbremsen einer Synchronmaschine sind, dass
aus einem Drehmomentsollwert und einer mechanischen Winkelgeschwindigkeit eine mechanische Sollleistung berechnet wird,
wobei diese mechanische Sollleistung im generatorischen Fall begrenzt wird auf eine Leistung, deren Wert maximal so groß ist, wie die maximal erlaubte Verlustleistung der umrichtergespeisten Synchronmaschine,
wobei aus dieser begrenzten mechanischen Sollleistung und der mechanischen Winkelgeschwindigkeit ein begrenztes Solldrehmoment ermittelt wird,
wobei dieses begrenzte Solldrehmoment mittels funktionaler Abhängigkeit in einen Sollwert für den momentbildenden q-Stromanteil umgerechnet wird,
wobei einer Zwischenkreisenergie-Regeleinheit die Differenz von Soll- und ein Istwert der Zwischenkreisenergie zugeführt werden,
wobei die Zwischenkreisenergie-Regeleinheit als Ausgangsgröße eine Leistung aufweist, die mit dem Kehrwert des ohmschen Widerstandes multipliziert wird und somit das Quadrat eines Sollverluststroms ermittelt wird,
wobei vom Quadrat des Sollverluststroms das Quadrat des momentbildenden q-Stromanteils abgezogen wird, anschließend auf den unteren Grenzwert von Null begrenzt wird und durch Ziehen der Quadratwurzel der Sollwert des flussbildenden d-Stroms ermittelt wird.Important features of the invention in the method for braking a synchronous machine are that
a nominal mechanical power is calculated from a torque setpoint and a mechanical angular velocity,
wherein this mechanical target power is limited in the generator case to a power whose value is at most as large as the maximum allowable power loss of the inverter-fed synchronous machine,
wherein a limited setpoint torque is determined from this limited mechanical target power and the mechanical angular speed,
wherein this limited target torque is converted by means of functional dependency into a setpoint value for the torque-forming q-current component,
wherein the difference between desired value and an actual value of the intermediate circuit energy are supplied to a DC link energy control unit,
the intermediate circuit energy control unit having as its output a power which is multiplied by the reciprocal of the ohmic resistance and thus the square of a desired leakage current is determined,
wherein the squared of the desired leakage current, the square of the torque-forming q-current component is subtracted, then limited to the lower limit of zero and is determined by pulling the square root of the setpoint of the flow-forming d-current.
Von Vorteil ist dabei, dass die generatorische Sollleistung so begrenzt wird, dass deren Betrag maximal so groß ist, wie die maximal erlaubte Verlustleistung, wodurch in Kombination mit einem Zwischenkreisenergieregler gewährleistet werden kann, dass die Zwischenkreisenergie unter einem systemspezifischen Grenzwert bleibt.The advantage here is that the generator target power is limited so that their amount is at most as large as the maximum allowable power loss, which can be ensured in combination with a DC link regulator that the DC link energy remains below a system-specific limit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der Abbremsvorgang der umrichtergespeisten Synchronmaschine mit der maximal erlaubten Leistung durchgeführt werden kann. Diese kann deutlich über der maximalen Dauerverlustleisung der umrichtergespeisten Synchronmaschine liegen.Another advantage of the method according to the invention is that the deceleration of the inverter-fed synchronous machine can be performed with the maximum allowable power. This can be significantly higher than the maximum continuous power loss of the inverter-fed synchronous machine.
Weiterhin ist von Vorteil, dass das begrenzte Solldrehmoment direkt von der mechanischen Winkelgeschwindigkeit abhängt, was dazu führt, dass das Bremsdrehmoment bei gewünschter bzw. maximaler Bremsleistung direkt und ohne Verzögerung entsprechend größer wird, wenn der Betrag der Istdrehzahl sinkt, was eine konstante Bremsleistung bedeutet.Furthermore, it is advantageous that the limited target torque depends directly on the mechanical angular velocity, which means that the braking torque at desired or maximum braking power directly and without delay is correspondingly larger when the amount of the actual speed decreases, which means a constant braking power.
Weiterhin ist von Vorteil, dass der Wirkpfad der Verlustleistung das Quadrat des Sollverluststroms als Ausgangswert hat von dem dann das Quadrat des momentbildenden Stromanteils, der direkt vom Sollmoment abhängt, abgezogen wird, wobei dadurch das Quadrat des Sollwertes für den flussbildenden d-Strom ermittelt werden kann. Aus diese Weise wird es möglich, dass genau die Verlustleistung in der umrichtergespeisten Synchronmaschine realisiert wird die gewünscht wurde.Furthermore, it is advantageous that the path of action of the power loss has the square of the desired leakage current as the initial value from which the square of the moment-forming current component, which depends directly on the nominal torque, is subtracted, whereby the square of the nominal value for the flux-forming d-current can be determined , In this way, it is possible that exactly the power loss is realized in the inverter-fed synchronous machine was desired.
Weiterhin ist von Vorteil, dass die Begrenzung des Quadrats des Sollwertes des flussbildenden d-Stromanteils auf den unteren Grenzwert von Null das Ziehen der Quadratwurzel ermöglicht und damit nur Verluste durch d-Strom realisiert werden, wenn der gewünschte Verlust-Sollwert größer/gleich Null sind. Dies ist genau dann der Fall, wenn die gewünschten Verluste größer sind, als die Verluste, die durch den momentbildenden q-Stromanteil verursacht werden.Furthermore, it is advantageous that the limitation of the square of the nominal value of the flow-forming d-current component to the lower limit of zero allows the square root to be drawn and thus only losses due to d-current can be realized if the desired loss setpoint is greater than or equal to zero , This is the case when the desired losses are greater than the losses caused by the torque-generating q-current component.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Sollverlustleistung vorgesteuert, indem ein Wert zum Ausgangswert des Zwischenkreisenergiereglers addiert wird, der zum Betrag der begrenzten mechanischen Sollleistung proportional ist.In an advantageous embodiment of the invention, the desired power loss is pre-controlled by a value is added to the output value of the Zwischenkreisenergiereglers, which is proportional to the amount of the limited mechanical target power.
Von Vorteil ist dabei, dass somit noch besser verhindert werden kann, dass die Zwischenkreisenergie infolge einer Änderung des Drehmomentsollwerts ansteigt.The advantage here is that thus can be better prevented that the DC link energy increases due to a change in the torque setpoint.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Wert des ohmschen Widerstandes über der Temperatur nachgeführt. In a further advantageous embodiment of the invention, the value of the ohmic resistance is tracked over the temperature.
Von Vorteil ist dabei, dass die ohmsche Verlustleistung genauer bekannt ist.The advantage here is that the ohmic power loss is known in more detail.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der maximale zulässige Strom Imax durch ein thermisches Schutzmodell so begrenzt, dass der Schutz von Motor und Umrichter gewährleistet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the maximum permissible current I max is limited by a thermal protection model so that the protection of motor and inverter is guaranteed.
Von Vorteil ist dabei, dass beim Abbremsvorgang der Betrag des maximal zulässigen Stromes (Imax) entsprechend der maximal zulässigen Überlastgrenzen von Umrichter und Motor gewählt werden kann, wobei der thermische Schutz über das thermische Schutzmodell gewährleistet wird. Damit wird ein Abbremsvorgang an den physikalischen Grenzen der umrichtergespeisten Synchronmaschine möglich.The advantage here is that during braking the amount of maximum allowable current (I max ) can be selected according to the maximum allowable overload limits of inverter and motor, the thermal protection is ensured by the thermal protection model. This makes a deceleration process possible at the physical limits of the inverter-fed synchronous machine.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Ausgangswert des Zwischenkreisenergiereglers so in verschiedene Wirkpfade aufgeteilt, dass sowohl die Verlustleistung als auch die generatorische Leistung beeinflusst werden können.In a further advantageous embodiment of the invention, the output value of the DC link energy regulator is divided into different active paths, that both the power loss and the regenerative power can be influenced.
Von Vorteil ist dabei, dass bei Erreichen der Stromgrenze, womit verbunden auch keine weitere Erhöhung der ohmschen Verlustleistung mehr möglich ist, ein Anstieg der Zwischenkreisenergie dadurch verhindert werden kann, dass die begrenzte generatorische Sollleistung betragsmäßig reduziert wird.The advantage here is that when reaching the current limit, which connected and no further increase in the ohmic power loss is possible, an increase in the DC link energy can be prevented that the limited regenerative target power is reduced in amount.
Wichtige Merkmale bei der Synchronmaschine zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens sind, dass die Synchronmaschine von einem Umrichter gespeist ist, der eine Steuerelektronik, umfassend einen Regler aufweist, wobei die Steuerelektronik Ansteuersignale für Halbleiterschalter eines Wechselrichters des Umrichters aufweist, wobei die Synchronmaschine aus dem Wechselrichter speisbar ist.Important features in the synchronous machine for carrying out the aforementioned method are that the synchronous machine is fed by a converter having control electronics, comprising a controller, wherein the control electronics drive signals for semiconductor switch of an inverter of the inverter, wherein the synchronous machine can be fed from the inverter ,
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to figures and an embodiment.
Der Synchronmotor
Der Regeleinheit des flussbildenden d-Stromanteils
Der Regeleinheit des momentbildenden q-Stromanteils
In einer weiteren Transformationseinheit
Eine weitere Einheit
Das erfindungsgemäße Verfahren
Der Soll- und Istwert der Zwischenkreisenergie kann gemäß ermittelt werden, wobei die Ermittlung des Istwertes der Zwischenkreisenergie inThe setpoint and actual value of the DC link energy can according to be determined, wherein the determination of the actual value of the DC link energy in
Werden bei diesem generatorischen Grenzwert die maximal möglichen ohmschen Verluste berücksichtigt, ist sichergestellt, dass der Betrag der begrenzten mechanischen Sollleistung kleiner ist, als die maximal mögliche Gesamtverlustleistung, welche u. a. noch Reibungs-, und Eisenverluste umfasst.If the maximum possible ohmic losses are taken into account in this regenerative limit value, it is ensured that the amount of the limited mechanical nominal power is smaller than the maximum possible total power loss, which u. a. still includes friction and iron losses.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird die begrenzte mechanische Sollleistung durch die mechanische Winkelgeschwindigkeit dividiert und begrenztes ein Solldrehmoment (Msoll_begrenzt) ermittelt, welches unter Berücksichtigung einer funktionalen Abhängigkeit in einen Sollwert des drehmomentbildenden q-Stromes überführt wird.In a further method step according to the invention, the limited mechanical nominal power is divided by the mechanical angular velocity and limited one target torque (M soll_begrenzt ) determined, which is converted taking into account a functional dependence in a target value of the torque-forming q-current.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird erkannt, dass die mechanische Leistung bei einer mechanischen Winkelgeschwindigkeit von Null ebenfalls Null sein muss, was wiederum bedeutet, dass die vorhergehende Begrenzung nicht im Eingriff war und beim Abfangen der Division durch Null der originale Drehmomentsollwert an die Sollstromermittlung (Bestimmung eines q-Stromsollwertes über funktionale Abhängigkeit) weitergegeben werden kann.In an advantageous embodiment, it is recognized that the mechanical power must also be zero at zero mechanical angular velocity, which in turn means that the previous limit was not engaged and when intercepting the division by zero, the original torque reference to the target current determination (determination of a q-current setpoint via functional dependency) can be passed on.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird vom Sollwert der Zwischenkreisenergie der aktuelle Istwert der Zwischenkreisenergie abgezogen und einer Regeleinheit für die Zwischenkreisenergie, die vorzugsweise einen P-Kanal und einen I-Kanal aufweist, zugeführt, wobei der Stellwert der Regeleinheit eine Leistung (PR) ist. Wird in der Regeleinheit der Zwischenkreisenergie keine Vorzeicheninversion durchgeführt, muss dies separat durchgeführt werden, indem z. B. mit dem Wert Minus Eins multipliziert wird, wobei das Ergebnis als Verlustleistungs-Sollwert (Pv_soll) bezeichnet wird.In a further method step according to the invention, the actual value of the intermediate circuit energy is subtracted from the nominal value of the intermediate circuit energy and fed to a control unit for the intermediate circuit energy, which preferably has a P channel and an I channel, wherein the control value of the control unit is a power (P R ) , If no sign inversion is performed in the control unit of the DC link energy, this must be done separately by B. multiplied by the value minus one, wherein the result is referred to as a power dissipation target value (P v_soll ).
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird die Sollverlustleistung (Pv_soll) durch den ohmschen Widerstandswert dividiert, wodurch das Quadrat eines Sollverluststromes ermittelt wird, wobei bei einer vorteilhaften Ausführungsform der ohmsche Widerstandswert über der Temperatur nachgeführt wird.In a further method step according to the invention, the desired power loss (P v_setpoint ) is divided by the ohmic resistance value, whereby the square of a desired leakage current is determined, wherein in an advantageous embodiment the ohmic resistance value is tracked over the temperature.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird vom Quadrat des ermittelten Sollverluststromes das Quadrat des momentbildenden Soll-q-Stromes abgezogen wodurch das Quadrat eines d-Stromsollwertes ermittelt wird, welches auf den unteren Grenzwert von Null begrenzt wird und schließlich durch Ziehen der Quadratwurzel ein Sollwert für den d-Strom gebildet wird.In a further method step according to the invention, the square of the determined target leakage current is subtracted from the square of the torque-forming desired q-current, whereby the square of a d-current nominal value is determined, which is limited to the lower limit of zero, and finally, by pulling the square root, a nominal value for the d-current is formed.
Dabei wird bei der Begrenzung der mechanischen Sollleistung (Pmech_soll) auch ein oberer Grenzwert (Pmech_max) verwendet, der sich an der maximal erwünschten bzw. zulässigen motorischen Leistung orientiert.In this case, when limiting the mechanical target power (P mech_soll ), an upper limit value (P mech_max ) is used, which is based on the maximum desired or permissible motor power.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Ausgangsgröße des Zwischenkreisenergiereglers (PR) mit dem Faktor 0,5 multipliziert und auf den positiven Grenzwert von Null und den negativen Grenzwert (–Pmech_max) begrenzt und es wird dieser begrenzte Wert (ΔPmech) von der begrenzten mechanischen Sollleistung (Pmech_soll_begrenzt) abgezogen. Da die Änderung der mechanischen Sollleistung (ΔPmech) durch die Begrenzung maximal den Wert Null annimmt, kann im generatorischen Fall (Pmech_soll_begrenzt < 0) das Bremsmoment nicht erhöht werden, was wiederum bedeutet, dass der Leistungsfluss in den Zwischenkreis über diesen Pfad nicht erhöht werden kann. Der Zwischenkreisregler kann über diesen Pfad allerdings die Sollleistung in Richtung motorischen Betrieb verschieben, was bedeutet, dass dem Zwischenkreis Energie entnommen wird.In a further method step, the output of the intermediate circuit energy regulator (P R ) multiplied by the factor 0.5 and the positive limit of zero and the negative limit value (-P mech_max ) is limited and this limited value (ΔP mech ) is deducted from the limited mechanical nominal power (P mech_soll_begrenzt ). Since the change of the nominal mechanical power (ΔP mech ) through the limitation takes on the maximum value of zero, in the regenerative case (P mech_soll_begrenzt <0), the braking torque can not be increased, which in turn means that the power flow into the DC bus does not increase over this path can be. However, the DC link controller can shift the setpoint power in the direction of motor operation via this path, which means that energy is drawn from the DC link.
Der zweite Wirkungspfad der Stellgröße des Zwischenkreisenergiereglers geht auf die Sollverlustleistung, wobei eine Änderung der Sollverlustleistung (ΔPv) gebildet wird, indem von dem Teil des ersten Pfades der aufgrund der Begrenzung nicht realisiert werden kann (ΔPmech – 0,5·PR) die halbe Reglerausgangsleistung (0,5·PR) abgezogen wird. So wird sichergestellt, dass der vom Regler vorgegebene Wert (PR) im Rahmen der gültigen Stromgrenzen realisiert werden kann.The second path of action of the manipulated variable of the intermediate circuit energy regulator is based on the desired power loss, wherein a change in the desired power loss (ΔP v ) is formed by the part of the first path which can not be realized due to the limitation (ΔP mech - 0.5 · P R ) Half the controller output power (0.5 · P R ) is subtracted. This ensures that the value specified by the controller (P R ) can be realized within the valid current limits.
Die Sollverlustleistung (Pv_soll) wird gebildet, indem vom Änderungswunsch der Verlustleistung (ΔPv) die begrenzte mechanische Sollleistung (Pmech_soll_begrenzt) abgezogen wird. Damit ist eine effiziente Vorsteuerung realisiert.The desired power loss (P v_soll ) is formed by subtracting from the desired change of the power loss (ΔP v ) the limited mechanical target power (P mech_soll_begrenzt ). This realizes efficient precontrol.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird die Sollverlustleistung (Pv_soll) auf den positiven Grenzwert (Imax 2·R) und den negativen Grenzwert von Null begrenzt, wodurch sichergestellt wird, dass im motorischen Betrieb keine künstlichen Zusatzverluste erzeugt werden.In a further method step according to the invention, the desired power loss (P v_setpoint ) is limited to the positive limit value (I max 2 * R) and the negative limit value of zero, which ensures that no additional artificial losses are generated during motor operation.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird das Quadrat des d-Stromsollwerts (Id_soll 2) nicht nur auf den unteren Grenzwert von Null begrenzt, sondern auch auf den oberen Grenzwert des Quadrats des maximal erlaubten Stroms (Imax 2).In contrast to the first embodiment, the square of the d-current setpoint (I d_setpoint 2 ) is limited not only to the lower limit of zero, but also to the upper limit of the maximum allowed current square (I max 2 ).
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der ermittelte Sollwert des flussbildenden d-Stroms mit einem negativen Vorzeichen versehen, sodass dieser feldschwächend wirkt, was die Spannungsreserve der unterlagerten Stromregelalgorithmen vergrößert.In an advantageous embodiment of the determined setpoint of the flow-forming d-current is provided with a negative sign, so that this acts field weakening, which increases the voltage reserve of the subordinate current control algorithms.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- Msoll M shall
- DrehmomentsollwertTorque setpoint
- Msoll_begrenzt M should be limited
- begrenzter Drehmomentsollwertlimited torque setpoint
- ωmech ω mech
- mechanische Winkelgeschwindigkeitmechanical angular velocity
- Pmech_soll P mech_soll
- mechanische Sollleistungmechanical nominal power
- Pmech_soll_begrenzt P mech_soll_begrenzt
- begrenzte mechanische Sollleistunglimited mechanical target power
- Pmech_max P mech_max
- maximal erlaubte mechanische Leistungmaximum permitted mechanical power
- Wsoll W should
- Sollwert der im Spannungszwischenkreis gespeicherten EnergieSetpoint of the energy stored in the voltage intermediate circuit
- Wist W is
- Istwert der im Spannungszwischenkreis gespeicherten EnergieActual value of the energy stored in the voltage intermediate circuit
- Uz_soll U z_soll
- Sollwert der Spannung des ZwischenkreiskondensatorsSetpoint of the voltage of the DC link capacitor
- Uz_ist U z_ist
- Istwert der Spannung des ZwischenkreiskondensatorsActual value of the voltage of the DC link capacitor
- PR P R
- Stellgröße des ZwischenkreisenergiereglersManipulated variable of the intermediate circuit energy regulator
- ΔPmech ΔP mech
- Vom Zwischenkreisenergieregler bewirkte Änderung der mechanischen SollleistungChange in mechanical nominal power caused by the intermediate circuit regulator
- ΔPv ΔP v
- Änderungswunsch der VerlustleistungChange request of the power loss
- Pv_soll P v_soll
- Sollwert der VerlustleistungSetpoint of the power loss
- Pv_soll_begrenzt P v_soll_begrenzt
- begrenzter Sollwert der Verlustleistunglimited setpoint of the power loss
- Pv_max P v_max
- maximal erlaubte Verlustleistungmaximum permitted power loss
- Imax I max
- maximal erlaubter Strombetragmaximum permitted amount of electricity
- Iv_soll I v_soll
- Sollwert des VerlustleistungsstromsSetpoint of the power loss current
- Iq_soll I q_soll
- Sollwert des drehmomentbildenden StromesSetpoint of the torque-generating current
- Id_soll I d_soll
- Sollwert des flussbildenden StromesSetpoint of the flow-forming current
- Id_soll_begrenzt I d_soll_begrenzt
- begrenzter Sollwert des flussbildenden Stromeslimited setpoint of the flux-forming current
- RR
- ohmscher Widerstandohmic resistance
- CC
- Kapazitätswert des ZwischenkreiskondensatorsCapacitance value of the DC link capacitor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19846079 A1 [0012] DE 19846079 A1 [0012]
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R016 | Response to examination communication | ||
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