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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum drehgeberfreien, feldorientierten Regeln einer Asynchronmaschine.
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Stand der Technik
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Es ist aus der Praxis bekannt, dass eine Asynchronmaschine mittels eines feldorientiert arbeitenden Regelsystems beziehungsweise Führungssystems geregelt werden kann. Das Regelsystem arbeitet üblicherweise basierend auf einer Erfassung eines Statorstroms eines Stators der Asynchronmaschine, einer Statorspannung des Stators sowie einer Rotorposition und/oder einer Rotordrehzahl eines Rotors der Asynchronmaschine.
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Es ist ebenfalls bekannt, dass eine drehgeberfreie Regelung der Asynchronmaschine mittels eines drehgeberfreien und feldorientierten Regelsystems erfolgen kann, das frei von einer direkten Erfassung der Rotorposition bzw. der Rotordrehzahl arbeiten kann. Eine drehgeberfreie Führung der Asynchronmaschine kann beispielsweise auf das Vorsehen eines teuren Drehgebers verzichten, so dass die Asynchronmaschine kostengünstig und kompakt gefertigt sein kann.
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DE 102 19 826 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur feldorientierten Regelung einer permanentmagneterregten Synchronmaschine.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Statorstroms einer Asynchronmaschine mittels eines Modells, insbesondere eines Maschinenmodells, bereitgestellt, wobei die Asynchronmaschine drehgeberfrei, feldorientiert und mittels einer gestuften Spannung, insbesondere einer stufig einstellbaren Spannung, betrieben wird, mit Bereitstellen eines feldorientierten Soll-Statorstroms für einen Stator der Asynchronmaschine, Bereitstellen einer simulierten feldorientierten in einem Betrieb der Asynchronmaschine stationär erforderlichen Statorspannung und Erzeugen einer feldorientierten Soll-Statorspannung für den Stator basierend auf dem feldorientierten Soll-Statorstrom und der simulierten feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine feldorientierte Soll-Statorspannung, die einem Stator einer Asynchronmaschine zugeführt werden kann, unter Verwendung eines feldorientierten Soll-Statorstroms für den Stator der Asynchronmaschine und einer mittels des Modells simulierten oder nachgebildeten feldorientierten in einem Betrieb der Asynchronmaschine stationär erforderlichen Statorspannung erzeugt werden. Dabei kann die simulierte feldorientierte im Betrieb stationär erforderliche Statorspannung eine dem Stator, insbesondere im eingeschwungenen Zustand, zum Betrieb notwendige zuzuführende Spannung sein.
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Die simulierte feldorientierte im Betrieb stationär erforderliche Statorspannung kann also als Führungsgröße für die feldorientierte Statorstromregelung dienen und alle Störeinflüsse auf die der feldorientierten Statorstromregelung zugeordneten Statorstromregelstrecke zusammenfassen. Bei einer Zuführung eines hochwertigen, also stationär exakten und dynamisch mit sehr guter Genauigkeit simulierbaren, Signals für die simulierte feldorientierte im Betrieb stationär erforderliche Statorspannung können die Störeinflüsse auf die Statorstromregelstrecke zumindest reduziert oder eliminiert werden. Dadurch kann die Statorstromregelung ohne eine exakte Störungsnachbildung der Störeinflüsse auf die Regelstrecke auskommen oder mit anderen Worten von dieser Aufgabe entlastet sein und vereinfacht ausgebildet sein. Ferner kann die Statorstromregelung gegenüber Parameterschwankungen weitgehend unempfindlich sein, da lediglich ein einziges simulierbares Störsignal in der Statorstromregelvorrichtung berücksichtigt werden muss. Aufgrund der Verwendung eines einzigen Störsignals kann die Einstellung der Ist-Werte des feldorientierten Statorstroms schnell erfolgen.
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Die Verwendung eines feldorientierten Koordinatensystems für die Statorstromregelung kann im Gegensatz zu einer Statorstromregelung in einem phasenbezogenen oder einem statororientierten Koordinatensystem, bei der eine Führungsübertragungsfunktion für den feldorientierten Soll-Statorstrom mit einem weitgehend konstanten Betrag nahe 1 und einer weitgehend konstanten Phasenverschiebung nahe 0 über einen weiten Frequenzbereich, beispielsweise von 0 Hertz (Hz) bis zu Werten über 1 kHz, gefordert wird, geringere Anforderungen an die entsprechenden Führungsübertragungsfunktion für den Soll-Statorstrom stellen. Diese Anforderungen können sich insbesondere dadurch ergeben, dass im feldorientierten Koordinatensystem die Führungs- und Regelgrößen im elektrisch eingeschwungenen Zustand der Asynchronmaschine insbesondere unabhängig von einer Drehzahl der Asynchronmaschine und einem Betriebszustand und/oder Belastungszustand der Asynchronmaschine reine Gleichgrößen darstellen.
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Insgesamt kann eine besonders einfache, genaue und vom Betriebszustand der Asynchronmaschine unabhängige Regelung des im Stator fließenden Statorstroms der Asynchronmaschine erfolgen, die dadurch auch für schnell drehende Asynchronmaschinen, die Umdrehungsfrequenzen von 0 Hz bis zu Werten größer gleich 166 Hz oder 10000 Umdrehungen / min, insbesondere größer gleich 1 kHz, geeignet sein kann.
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Das Verfahren kann ferner Bereitstellen eines feldorientierten erfassten Statorstroms, Integrieren eines feldorientierten Differenzstroms, der mittels Subtrahierens des feldorientierten erfassten Statorstroms von dem feldorientierten Soll-Statorstrom erzeugt werden kann, und Addieren des feldorientierten Soll-Statorstroms und des integrierten Differenzstroms, um einen weiteren feldorientierten Soll-Statorstrom zu erzeugen, aufweisen, wobei das Erzeugen der feldorientierten Soll-Statorspannung basierend auf dem weiteren feldorientierten Soll-Statorstrom und der simulierten feldorientierten in dem Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung durchgeführt werden kann. Diese Maßnahme kann gewährleisten, dass die Statorstromregelung ohne nennenswerte Regelabweichungen erfolgen kann, da mittels einer ein echtes Integralverhalten aufweisenden Bypass-Integration eines Signals, das indikativ für eine Abweichung des feldorientierten erfassten Statorstroms von einem einzustellenden Soll-Statorstrom sein kann, einer systematischen Abweichung der zu erzeugenden feldorientierten Soll-Statorspannung von einer tatsächlich erforderlichen Wert entgegengewirkt werden kann.
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Das Verfahren kann ferner Verstärken des feldorientierten erfassten Statorstroms mit einem Streckenparameter und Subtrahieren des verstärkten feldorientierten erfassten Statorstroms von dem feldorientierten Soll-Statorstrom und dem integrierten Differenzstrom aufweisen, um den weiteren feldorientierten Soll-Statorstrom zu erzeugen. Dabei können insbesondere die Addition des feldorientierten Soll-Statorstroms und des integrierten Differenzstrom und die Subtraktion des verstärkten feldorientierten erfassten Statorstroms an einem gemeinsamen Knotenpunkt erfolgen. Alternativ kann die Addition des feldorientierten Soll-Statorstroms und des integrierten Differenzstroms in Signalverarbeitungsrichtung gesehen der Subtraktion des verstärkten feldorientierten erfassten Statorstroms vorgeschaltet sein. Durch eine geeignete Einstellung des Streckenparameters kann vermieden werden, dass sich eine Ordnung der Führungsübertragungsfunktion der Statorstromregelung aufgrund der vorhandenen Bypass-Integration erhöhen kann.
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Das Verfahren kann ferner Verstärken des weiteren feldorientierten Soll-Statorstroms mittels eines weiteren Streckenparameters aufweisen, wobei das Erzeugen der feldorientierten Soll-Statorspannung Addieren des verstärkten weiteren feldorientierten Soll-Statorstroms und der simulierten feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung aufweisen kann. Dadurch kann die Störstellenaufschaltung des Führungsgenerators der Statorstromregelstrecke der Bypass-Integration nachgeschaltet sein, so dass die Führung der feldorientierten Statorstromregelung einfach durchgeführt werden kann und die tatsächliche Statorstromregelung von einer Kompensation der Störfaktoren auf die Statorstromregelstrecke entlastet sein kann.
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Insbesondere können die in der Anmeldung genannten Größen, wie beispielsweise der Soll-Statorstrom, die Soll-Statorspannung und/oder die im Betrieb stationär erforderliche Statorspannung, Raumvektoren in dem statororientierten Koordinatensystem, in dem feldorientierten Koordinatensystem und/oder in dem simulierten feldorientierten Koordinatensystem darstellen. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Werten dieser Größen durchgeführt werden und/oder einen zeitabhängigen Verlauf dieser Größen berücksichtigen, bei dem eine Vielzahl der entsprechenden Werte betrachtet werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Statorstromregelvorrichtung zum feldorientierten Regeln eines Statorstroms einer Asynchronmaschine mittels eines Modells, insbesondere eines Maschinenmodells, wobei die Asynchronmaschine drehgeberfrei, feldorientiert und mittels einer gestuften Spannung betreibbar ist, mit einer ersten Einheit zum Bereitstellen eines feldorientierten Soll-Statorstroms für einen Stator der Asynchronmaschine, einer zweiten Einheit zum Bereitstellen einer simulierten feldorientierten in einem Betrieb der Asynchronmaschine stationär erforderlichen Statorspannung und einer Erzeugungseinheit zum Erzeugen einer feldorientierten Soll-Statorspannung für den Stator basierend auf dem feldorientierten Soll-Statorstrom und der simulierten feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung. Insbesondere kann die Statorstromregelvorrichtung zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet sein. Zumindest eine der Einheiten zum Bereitstellen der jeweiligen feldorientierten Größe kann als Schnittstelle zum Empfangen der Größe oder als Sensor zum Erfassen der jeweiligen Größe ausgebildet sein. Die Erzeugungseinheit kann Teil einer Verarbeitungseinheit, insbesondere eines Prozessors, sein und/oder mittels entsprechender Integrations-, Transformations-, Verstärkungs-, Kompensations-, Additions- und/oder Subtraktionseinheiten oder -glieder realisiert sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Regelsystem zum drehgeberfreien, feldorientierten Regeln einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments eines Rotors einer mittels einer gestuften Spannung betreibbaren Asynchronmaschine, das die oben beschriebene Statorstromregelvorrichtung aufweist. Eine zugeordnete feldorientierte Statorstromregelstrecke zum Regeln des feldorientierten Statorstroms kann jeweils für die Längskomponente und die Querkomponente des feldorientierten Statorstroms Rückkopplungen und/oder nicht-lineare Kopplungen der Längskomponente mit der Querkomponente des feldorientierten Statorstroms aufweisen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, insbesondere ein Antriebssystem, mit einer Asynchronmaschine, einer Spannungsquelle, die zum Ausgeben einer gestuften Spannung an die Asynchronmaschine eingerichtet ist, und dem oben beschriebenen Regelsystem. Die Spanungsquelle kann insbesondere eingerichtet sein, die der Asynchronmaschine zuführbare Ausgabespannung stufig oder in Stufen einzustellen und/oder als Batteriedirektinverter ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Blockdarstellung einer Anordnung mit einer mittels einer gestuften Spannung betreibbaren Asynchronmaschine und einem Regelsystem zum drehgeberfreien feldorientierten Regeln einer Drehzahl der Asynchronmaschine;
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2 eine schematische Blockdarstellung des Regelsystems in 1;
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3 eine schematische Blockdarstellung einer Statorstromregelstrecke in 2;
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4 eine weitere schematische Blockdarstellung der Statorstromregelstrecke des Regelsystems in 2; und
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5 eine schematische Blockdarstellung der Statorstromregelvorrichtung und der Statorstromregelstrecke des Regelsystems in 2.
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Eine in 1 gezeigte Anordnung 10 weist eine als Batteriedirektinverter ausgebildete Spannungsquelle 12 auf, mittels der eine als Käfigläufer ausgebildete Asynchronmaschine 14 betreibbar ist. Ein Regelsystem 16 der Anordnung 10 dient zum drehgeberfreien, feldorientierten Regeln einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments eines Rotors der Asynchronmaschine 14. Die Anordnung 10 ist Teil eines Elektroantriebs, der in statischen Anlagen, wie beispielsweise in einem Windkraftwerk, oder in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug, verwendet werden kann. Die Anordnung 10 kann auch Teil eines Transaktionsantriebs sein.
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Die Spannungsquelle 12 ist mit drei Spannungszweigen 17a, 17b, 17c ausgebildet, deren stufig skalierbare einstellbare Ausgabespannungen über einen jeweiligen Pluspol U, V, W der Asynchronmaschine 14 zuführbar sind. Jeder Spannungszweig 17a, 17b, 17c ist mit einer Vielzahl von Batteriemodulen mit Koppeleinrichtungen versehen, die der Übersicht halber lediglich in dem Spannungszweig 17c mit den Bezugszeichen 18a bzw. 18b bezeichnet sind. Optionale Trenneinrichtungen 20a und optionale Lade- und Trenneinrichtungen 20b der Spannungszweige 17a, 17b, 17c sind jeweils mit einem Batteriemodul 18a bzw. 18b der Spannungszweige 17a, 17b, 17c gekoppelt. Minuspole des Batteriedirektinverters 12 sind zu einem Sternpunkt verbunden, können allerdings auch elektrisch voneinander getrennt sein. Obwohl die Spannungsquelle 12 als wiederaufladbar ausgebildet ist und einen Akkumulator bzw. ein Akkumulatorsystem darstellt, wird die Spannungsquelle 12 entsprechend des üblichen Sprachgebrauchs als Batterie bzw. als Batteriesystem bezeichnet.
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Das in 2 dargestellte Regelsystem 16 weist eine erste und zweite Park-Transformationeinheit 22, 24 zum Transformieren von Werten vektorieller Größen zwischen einem statororientierten Koordinatensystem mit zueinander orthogonalen Koordinatenachsen 1, 2, 3 und einem feldorientierten Koordinatensystem mit zueinander orthogonalen Koordinatenachsen d, q unter Verwendung eines Feldwinkels φ auf. Das Regelsystem 16 weist ferner eine erste Simulationsvorrichtung 26 zum Simulieren einer feldorientierten, aufgrund eines Rotorflusses Ψr des Rotors in einem Stator der Asynchronmaschine 14 induzierten Statorspannung uind,φ# mittels eines Maschinenmodells und zum Simulieren einer simulierten feldorientierten in einem Betrieb der Asynchronmaschine 14 stationär erforderlichen Statorspannung us,st,φ# mittels des Maschinenmodells, eine zweite Simulationsvorrichtung 28 zum Simulieren eines feldorientierten Magnetisierungsstroms img,# des Rotors der Asynchronmaschine 14 mittels des Maschinenmodells und eine dritte Simulationsvorrichtung 30 zum Simulieren einer Drehzahl n# des Rotors der Asynchronmaschine 14 mittels des Maschinenmodells auf. Die erste, zweite und dritte Simulationsvorrichtung 26, 28, 30 arbeiten in einem simulierten oder nachgebildeten Koordinatensystem, das mittels zueinander orthogonaler Koordinatenachsen d#, q# definiert ist und bezüglich des feldorientierten Koordinatensystems um einen Feldwinkel Δφ gedreht ist.
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Zusätzlich weist das Regelsystem 16 eine Drehzahlregelvorrichtung 32 zum Regeln der Drehzahl n des Rotors der Asynchronmaschine 14 mittels einer in der Drehzahlregelvorrichtung 32 implementierten Magnetisierungsstromregelung zum Regeln eines Magnetisierungsstroms img des Rotors der Asynchronmaschine 14 und eine Statorstromregelvorrichtung 34 zum Regeln des im Stator fließenden Statorstroms is,φ des Stators der Asynchronmaschine 14 auf. Über ein Stellglied 36 des Regelsystems 16 ist die vom Batteriedirektinverter 12 ausgebbare gestufte Ausgabespannung regelbar, die an Maschinenklemmen der Asynchronmaschine 14 einspeisbar ist. Eine Statorstromregelstrecke 38 des Regelsystems 16, die zum Regeln eines feldorientierten Statorstroms is,φ dient, und eine Drehzahlregelstrecke 40 des Regelsystems 16, die zum Regeln des Magnetisierungsstrom img und der Drehzahl n des Rotors der Asynchronmaschine 14 dient, bilden die Asynchronmaschine 14 mittels der entsprechenden Zusammenhänge zwischen jeweiligen Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen der Regelstrecken 38, 40 nach. Ein erster Sensor 42 zum Erfassen einer feldorientierten Statorspannung us,φ des Stators der Asynchronmaschine 14 und ein zweiter Sensor 44 zum Erfassen eines feldorientierten Statorstroms is,φ des Stators sind jeweils mit der ersten, zweiten und dritten Simulationsvorrichtung 26, 28, 30 und der Statorstromregelvorrichtung 34 gekoppelt.
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Obwohl die Sensoren 42, 44 schaltungstechnisch dargestellt sind, als dass die Sensoren 42, 44 zum Erfassen der feldorientierten Größen eingerichtet sind, versteht es sich, dass die Sensoren Werte im statororientierten Koordinatensystem erfassen, die mittels der Transformationseinheit 22 in entsprechende Größen im feldorientierten Koordinatensystem umgewandelt werden.
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Die Statorstromregelvorrichtung 34 weist eine erste Schnittstelleneinheit 46 zum Empfangen eines feldorientierten Soll-Statorstroms is,*φ von der Drehzahlregelvorrichtung 32, eine zweite Schnittstelleneinheit 48 zum Empfangen des feldorientierten gemessenen Statorstroms is,φ vom zweiten Sensor 44, eine dritte Schnittstelleneinheit 50 zum Empfangen der simulierten feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung us,st,φ# von der ersten Simulationseinheit 26, eine Erzeugungseinheit 52 zum Erzeugen der feldorientierten Soll-Statorspannung us,*φ mittels des Maschinenmodells und eine vierte Schnittstelleneinheit 54 zum Ausgeben der erzeugten feldorientierten Soll-Statorspannung us,*φ an die Park-Transformationseinheit 24 auf.
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Zumindest eine Einheit 46 bis 54 der Statorstromregelvorrichtung 34 kann mittels Hardware und/oder Software realisiert sein. Ferner können zumindest zwei Einheiten 46 bis 54 der Statorstromregelvorrichtung 34 einstückig bzw. als gemeinsamer Code realisiert sein.
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Der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass in 2 mittels Ω eine Drehfrequenz des Rotors im statororientierten Koordinatensystem und mittels n* eine Steuerdrehzahl für die Drehzahlregelvorrichtung 32 bezeichnet wird. Ferner sind vektorielle Größen in den 2 bis 5 mittels eines Pfeils gekennzeichnet, während diese Größen in der Beschreibung ohne Pfeil gekennzeichnet sind.
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Die in 3 dargestellte Statorstromregelstrecke 38 verdeutlicht einen regelungstechnischen Zusammenhang zwischen der feldorientierten Statorspannung us,φ und dem feldorientierten Statorstrom is,φ. Eine Längskomponente usd der feldorientierten Statorspannnung us,φ wird mittels eines ersten Subtraktionsglieds 56a mit einer Störung in Form einer Längskomponente usd,st der feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung us,st,φ beaufschlagt. Das Ausgabesignal usd,δ des ersten Subtraktionsglieds 56a wird mittels eines ersten Integrationsglieds 58a integriert, das eine Integrationskonstante TLσ aufweist und eine Längskomponente isd des feldorientierten Statorstroms is,φ ausgibt. Dabei ist die Integrationskontante TLσ einer Statorinduktivität zugeordnet. Die Längskomponente isd des feldorientierten Statorstroms is,φ wird einem ersten Verstärkungsglied 60a zugeführt, das einen Streckenparameter KRs, der indikativ für den Statorwiderstand Rs ist, mit dem zugeführten Signal multipliziert. Ein Ausgabesignal des ersten Verstärkungsglieds 60a wird einem Additionsglied 62a zugeführt, dessen Ausgabesignal die Längskomponente usd,st der feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung us,st,φ ist. Ferner wird die Längskomponente isd des feldorientierten Statorstoms is,φ einem zweiten Subtraktionsglied 64 zugeführt, das einen Magnetisierungsstrom img von der Längskomponente isd der feldorientierten Statorspannung is,φ subtrahiert. Dabei wird der Magnetisierungsstrom img mittels eines zweiten Integrationsglieds 66 erzeugt, das mit einer Integrationskonstante Tr das Ausgabesignal des zweiten Subtraktionsglieds 64 integriert. Das Ausgabesignal des zweiten Subtraktionsglieds 64 wird auch einem zweiten Verstärkungsglied 68a zugeführt, das einen Streckenparameter KRr, der indikativ für den Rotorwiderstand Rr ist, mit seinem Eingabesignal multipliziert und als Ausgabesignal eine Längskomponente uindd der feldorientierten induzierten Spannung uind,φ ausgibt, die dem Additionsglied 62a zugefügt wird. Eine Verarbeitung einer Querkomponente usq der feldorientierten Statorspannung us,φ erfolgt in gleicher Weise wie die zuvor beschriebene Signalverarbeitung der Längskomponente usd der feldorientierten Statorspannung us,φ. Dabei wird allerdings die mittels des zweiten Subtraktionsglieds 64 ausgeführte Subtraktion und die mittels des zweiten Integrationsglieds 66 ausgeführte Integration nicht durchgeführt und die zugehörigen Komponenten 64, 66 sind in einem zugeordneten Signalverarbeitungsabschnitt nicht vorhanden.
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Eine nicht-lineare Kopplung zwischen der Längskomponente isd und der Querkomponente isq des feldorientierten Statorstroms is,φ wird mittels eines dritten regelbaren Verstärkungsglieds 70a erzeugt, das ein Eingangssignal, die Querkomponente isq des feldorientierten Statorstroms is,φ, mit einen Streckenparameter –ωsKLσ multipliziert, der indikativ für ein Produkt aus der Statorkreisfrequenz ωs und dem Streckenparameter KLσ ist, und dessen Ausgabesignal dem Additionsglied 62a zugeführt wird. Die Längskomponente isd des feldorientierten Statorstroms is,φ wird ebenfalls einem dritten regelbaren Verstärkungsglied 70b zugeführt, das das Eingabesignal mit einem zum Streckenparameter des Verstärkungsglieds 70a vorzeichenvertauschten Streckenparameter ωsKLσ multipliziert. Der Streckenparameter des dritten Verstärkungsglieds 70b ist indikativ für ein Produkt aus der Statorkreisfrequenz ωs und dem Streckenparameter KLσ. Ein Ausgabesignal des dritten Verstärkungsglieds 70b wird dem Additionsglied 62b zugeführt.
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Die in 3 dargestellte Statorstromregelstrecke 38 kann vereinfacht wie in 4 dargestellt werden und für die Längs- und Querkomponente der feldorientierten Statorspannung us,φ jeweils das Subtraktionsglied 56a bzw. 56b und das Integrationsglied 58a, 58b aufweisen.
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5 zeigt eine Signalverarbeitung der Statorstromregelvorrichtung 34 für die Längskomponente isd des feldorientierten Statorstroms is,φ und der feldorientierten Statorspannung us,φ, die identisch für die Querkomponente isq des feldorientierten Statorstroms is,φ ausgebildet ist. Die Statorstromregelvorrichtung 34 weist eine Rückführung 72 auf, mittels der die Längskomponente isd des feldorientierten erfassten Statorstroms is,φ einem Kombinationsglied 74 zugeführt wird. Ein Bypass-Integrierer 76 der Statorstromregelvorrichtung 34 weist ein Subtraktionsglied 78 und ein Integrationsglied 80 mit einer Integrationskonstanten TBy,is auf. Mittels des Subtraktionsglieds 78 wird die Längskomponente isd des feldorientierten erfassten Statorstroms is,φ von der Längskomponente isd,* des feldorientierten Soll-Statorstroms is,*φ subtrahiert. Ein Ausgabesignal des Subtraktionsglieds 78 wird mittels des Integrationsglieds 80 integriert und dem Kombinationsglied 74 zugeführt. Die Rückführung 72 ist zusätzlich mit einem Verstärkungsglied 82 versehen, das die Längskompomponete isd des feldorientierten erfassten Statorstroms is,φ mit einem Streckenfaktor K1,is multipliziert. Ein erzeugtes Ausgabesignal des Verstärkungsglieds 82 wird dem Kombinationsglied 74 zuführt. Das Kombinationsglied 74 addiert die Längskomponente isd,* des feldorientierten Soll-Statorstroms is,*φ und das Ausgabesignal des Integrationsglieds 76 und subtrahiert davon die von dem ersten Verstärkungsglied 82 ausgegebene verstärkte Längskomponente isd des feldorientierten erfassten Statorstroms is,φ. Das Ausgabesignal des Kombinationsglieds 74 wird einem zweiten Verstärkungsglied 84 zugeführt, das einen Streckenparameter Kis mit dem Ausgabesignal des Kombinationsglieds 74 multipliziert. Ein Ausgabesignal des Verstärkungsglieds 84 entspricht einer Längskomponente usd,δ* einer feldorientierten an einer Statorinduktivität Ls abfallenden Soll-Statorspannung us,δ* und wird einem Additionsglied 86 zugeführt, das die Längskomponente usd,st,# der feldorientierten im Betrieb stationär erforderlichen Statorspannung us,st,φ# als Störstellenaufschaltung für die Statorstromregelstrecke 38 zu dem Ausgabesignal des zweiten Verstärkungsglieds 84 addiert. Das Ausgabesignal des Additionsglieds 86 entspricht der Längskomponente usd,* der feldorientierten Soll-Statorspannung us,*φ, die mittels der vierten Schnittstelleneinheit 54 von 2 ausgegeben wird.
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In Übereinstimmung mit 5 ergibt sich eine Führungsübertragungsfunktion von isd/isd,* = 1/(1 + pTis).
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Der erstellbare Parameter K1,is ist zu K1,is = 1 + (Tis/TBy,is) gewählt, um eine Ordnungszahl von 1 der Führungsübertragungsfunktion zu gewährleisten. Dabei ergibt sich der einstellbare Parameter Kis = TLσ / Tis aus dem Zeitmaßstab Tis des Regelsystems 16. Somit kann nach Festlegung der Zeitkonstanten TBy,is des Bypass-Integrierers 76 die Einstellparameter der Statorstromregelvorrichtung 34 bestimmt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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