DE102013226801A1 - Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines - Google Patents
Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013226801A1 DE102013226801A1 DE102013226801.7A DE102013226801A DE102013226801A1 DE 102013226801 A1 DE102013226801 A1 DE 102013226801A1 DE 102013226801 A DE102013226801 A DE 102013226801A DE 102013226801 A1 DE102013226801 A1 DE 102013226801A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor flux
- control
- operating point
- field
- efficiency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/02—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for optimising the efficiency at low load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
- H02P21/28—Stator flux based control
- H02P21/30—Direct torque control [DTC] or field acceleration method [FAM]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
- H02P2207/01—Asynchronous machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Um ein Verfahren zur feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs derart weiter zu verbessern, dass der Wirkungsgrad insbesondere auch im Teillastbetrieb der Asynchronmaschine erhöht werden kann, wird vorgeschlagen, eine Arbeitspunktsteuerung zur Ermittlung eines Arbeitspunktes für eine wirkungsgradoptimierte Erregung eines Rotorflusses der Asynchronmaschine vorzusehen, wobei der Rotorfluss im Teillastbetrieb der Asynchronmaschine abgesenkt wird.In order to further improve a method for field-oriented control of an asynchronous machine of an electric drive such that the efficiency can be increased especially in partial load operation of the asynchronous machine, it is proposed to provide an operating point control for determining an operating point for an efficiency-optimized excitation of a rotor flux of the asynchronous machine Rotor flow is lowered in part load operation of the asynchronous machine.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs, beispielsweise eines elektrischen Antriebs für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen elektrischen Antrieb sowie ein Kraftfahrzeug, wobei der elektrische Antrieb eine feldorientierte Regelung aufweist. The invention relates to a method for field-oriented control of an asynchronous machine of an electric drive, for example an electric drive for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to an electric drive and a motor vehicle, wherein the electric drive has a field-oriented control.
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge weisen entweder ausschließlich einen elektrischen Antrieb auf oder eine Kombination aus Verbrennungsmotor und elektrischem Antrieb (Hybridantrieb). Electrically powered vehicles have either exclusively an electric drive or a combination of internal combustion engine and electric drive (hybrid drive).
Elektrische Energiespeicher, beispielsweise basierend auf Lithium-Ionen-Batterien, weisen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen eine geringe Energie- und Leistungsdichte auf. Bei der Entwicklung von Fahrzeugen, beispielsweise Kraftfahrzeugen, ist es ein Bestreben, das Gewicht des Fahrzeuges möglichst gering zu halten. Des Weiteren ist der verfügbare Platz im Fahrzeug für elektrische Energiespeicher begrenzt. Electrical energy storage, for example based on lithium-ion batteries, have a low energy and power density compared to fossil fuels. In the development of vehicles, such as motor vehicles, it is an effort to keep the weight of the vehicle as low as possible. Furthermore, the available space in the vehicle for electrical energy storage is limited.
Bei der Entwicklung von elektrischen Antrieben für Fahrzeuge besteht somit eine wichtige Anforderung darin, einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen, damit die in den elektrischen Energiespeichern gespeicherte Energie optimal ausgenutzt werden kann. In the development of electric drives for vehicles thus an important requirement is to achieve the highest possible efficiency, so that the stored energy in the electrical energy storage can be optimally utilized.
Elektrische Antriebe für Fahrzeuge basieren beispielsweise auf Synchronmaschinen oder Asynchronmaschinen. Für die Steuerung und Regelung von Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen sind im Stand der Technik unterschiedliche Verfahren bekannt. Electric drives for vehicles are based, for example, on synchronous machines or asynchronous machines. For the control and regulation of synchronous machines and asynchronous machines, different methods are known in the prior art.
Als Steuerungsverfahren für Synchronmaschinen oder Asynchronmaschinen ist beispielsweise eine kennlinienbasierte Steuerung, oder auch U/f-Steuerung genannt, bekannt. Als Eingangsgröße für eine kennlinienbasierte Steuerung dient üblicherweise die Frequenz und/oder Drehzahl. Als Ausgangsgrößen liefert eine kennlinienbasierte Steuerung üblicherweise die Statorspannungen, beziehungsweise mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM) aus diesen Statorspannungen generierte Schaltsignale für einen Umrichter zur Versorgung der Maschine. As a control method for synchronous machines or asynchronous machines, for example, a characteristic-based control, or called U / f control, known. The input variable for a characteristic-based control is usually the frequency and / or speed. As output variables, a characteristic-based control usually supplies the stator voltages, or switching signals generated by means of a pulse width modulation (PWM) from these stator voltages for a converter for supplying the machine.
Mittels einer feldorientierten Regelung kann eine sehr schnelle und präzise Einstellung des erforderlichen Moments oder der Drehzahl erreicht werden. Dabei kann der Fluss unabhängig vom Moment eingestellt werden. By means of a field-oriented control, a very fast and precise adjustment of the required torque or speed can be achieved. The flow can be set independently of the moment.
Stand der Technik State of the art
Aus der
Aus der
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile DESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für eine Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs bereitzustellen, wobei der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebs im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erhöht beziehungsweise optimiert wird und insbesondere der Wirkungsgrad auch im Teillastbetrieb des Antriebs erhöht wird. Ferner ist es die Aufgabe dieser Erfindung, einen elektrischen Antrieb sowie ein Kraftfahrzeug mit einer wirkungsgradoptimierten Regelung einer Asynchronmaschine für den elektrischen Antrieb bereitzustellen. The object of the present invention is to provide a method for controlling an asynchronous machine of an electric drive, wherein the efficiency of the electric drive is increased or optimized in comparison to known from the prior art method and in particular the efficiency is increased even in partial load operation of the drive , Furthermore, it is the object of this invention to provide an electric drive and a motor vehicle with an efficiency-optimized control of an asynchronous machine for the electric drive.
Erfindungsgemäß wird hierfür ein Verfahren zur feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs vorgeschlagen, wobei das Verfahren zur feldorientierten Regelung eine Rotorflussregelung und eine Drehmomentsteuerung aufweist. Des Weiteren weist das erfindungsgemäße Verfahren zur feldorientierten Regelung eine Arbeitspunktsteuerung zur Ermittlung eines Arbeitspunktes für eine wirkungsgradoptimierte Erregung eines Rotorflusses der Asynchronmaschine auf, wobei der Rotorfluss im Teillastbetrieb der Asynchronmaschine abgesenkt wird. According to the invention, a method for field-oriented control of an asynchronous machine of an electric drive is proposed for this purpose, the method for field-oriented control having a rotor flux control and a torque control. Furthermore, the method according to the invention for field-oriented control has an operating point control for determining an operating point for an efficiency-optimized excitation of a rotor flux of the asynchronous machine, wherein the rotor flux is lowered in the partial load operation of the asynchronous machine.
Das Verfahren zur feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs kann dabei für jede Art von Fahrzeug vorgesehen sein. Bevorzugterweise ist das Regelungsverfahren für eine Asynchronmaschine des elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeuges (KFZ) vorgesehen. Unter einem Kraftfahrzeug ist im Sinne dieser Erfindung ein Motorfahrzeug, beziehungsweise ein durch Motorkraft angetriebenes, nicht an Schienen gebundenes, Landfahrzeug zu verstehen. Beispielsweise kann es sich hierbei um zwei-, drei- oder vierrädrige Leichtkraftfahrzeuge handeln. Des Weiteren kann es sich um Personenkraftwagen (PKW), Omnibusse, Lastkraftwagen oder Zugmaschinen handeln. Des Weiteren kann es sich im Sinne dieser Erfindung um rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge oder auch Hybridfahrzeuge, wobei ein elektrischer Antrieb zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, handeln. The method for field-oriented control of an asynchronous machine of an electric drive can be provided for each type of vehicle. Preferably, the control method for an asynchronous machine of the electric drive of a motor vehicle (motor vehicle) is provided. For the purposes of this invention, a motor vehicle is a motor vehicle, or a motor vehicle driven by motor power and not bound to rails, to be understood as a land vehicle. For example, these may be two-, three- or four-wheeled light motor vehicles. Furthermore, it may be passenger cars (cars), buses, trucks or tractors. Furthermore, it may be within the meaning of this invention to electrically driven vehicles or hybrid vehicles, wherein an electric drive is provided in addition to an internal combustion engine, act.
Unter einem elektrischen Antrieb ist im Sinne dieser Erfindung die Kombination einer elektrischen Maschine, beispielsweise einer Asynchronmaschine, einem speisenden Umrichter (Leistungselektronik), der Steuerung, beziehungsweise Regelung, sowie der notwendigen Sensorik zur Messung oder Ermittlung unterschiedlicher Werte, beispielsweise Strom, Spannung, Drehzahl, zu verstehen. Die elektrische Energieversorgung, beispielsweise Batterie, zur Versorgung des elektrischen Antriebs ist im Sinne dieser Erfindung nicht Bestandteil des elektrischen Antriebs. Under an electric drive is in the context of this invention, the combination of an electrical machine, such as an asynchronous machine, a feeding converter (power electronics), the control or regulation, and the necessary sensors for measuring or determining different values, such as current, voltage, speed, to understand. The electrical power supply, such as battery, to supply the electric drive is not part of the electric drive in the context of this invention.
Unter einer feldorientierten Regelung ist ein Regelungsverfahren zu verstehen, bei dem sinusförmige, beziehungsweise als weitgehend sinusförmig angenommene Wechselgrößen, wie beispielsweise Wechselspannungen und Wechselströme, jeweils in ein mit der Frequenz der Wechselgrößen rotierendes Koordinatensystem übertragen werden. Innerhalb des rotierenden Koordinatensystems ergeben sich dann aus den Wechselgrößen Gleichgrößen, auf die alle üblichen Verfahren der Regelungstechnik angewandt werden können. Mittels einer feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine eines elektrischen Antriebs wird mit einem Frequenzumrichter für den Elektromotor eine erweiterte Drehzahl- und Positioniergenauigkeit gegenüber Regelungen, die lediglich durch einen Tiefpass gefilterte Effektivwerte von Strömen und Spannungen verwenden, erreicht. A field-oriented control is to be understood as a control method in which sinusoidal alternating variables or, respectively, largely sinusoidal alternating variables, such as alternating voltages and alternating currents, are each transmitted to a coordinate system rotating with the frequency of the alternating variables. Within the rotating coordinate system, variables then result from the alternating variables, to which all conventional methods of control engineering can be applied. By means of a field-oriented control of an asynchronous machine of an electric drive is achieved with a frequency converter for the electric motor extended speed and positioning accuracy over regulations that use only by a low-pass filtered RMS values of currents and voltages.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass mittels der Arbeitspunktsteuerung der feldorientierten Regelung eine wirkungsgradoptimierte Erregung des Rotorflusses im Teillastbetrieb der Asynchronmaschine erreicht wird. Die Rotorflussregelung und Drehmomentsteuerung der feldorientierten Regelung sind der Arbeitspunktsteuerung bevorzugterweise unterlagert angeordnet. Der oder die Ausgänge der Arbeitspunktsteuerung entsprechen dem von der Arbeitssteuerung ermitteltem Arbeitspunkt. Dabei kann der von der Arbeitspunktsteuerung ermittelte Arbeitspunkt auch mehrere Werte, beispielsweise Kombinationen von unterschiedlichen Werten, aufweisen. Beispielsweise kann der Arbeitspunkt eine Kombination aus Drehmoment und Rotorfluss sein. Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der durch die Arbeitspunktsteuerung ermittelte Arbeitspunkt, ganz besonders bevorzugterweise das Drehmoment und der Rotorfluss, als Eingangsparameter für die Drehmomentsteuerung und Rotorflussregelung der feldorientierten Regelung übergeben werden. Preferably, it is provided that an efficiency-optimized excitation of the rotor flux in the partial load operation of the asynchronous machine is achieved by means of the operating point control of the field-oriented control. The rotor flux control and torque control of the field-oriented control are preferably arranged in a subordinate manner to the operating point control. The one or more outputs of the operating point control correspond to the operating point determined by the work control. In this case, the operating point determined by the operating point control can also have a plurality of values, for example combinations of different values. For example, the operating point may be a combination of torque and rotor flux. Furthermore, it is preferably provided that the working point determined by the operating point control, very particularly preferably the torque and the rotor flux, are transferred to the field-oriented control as input parameters for the torque control and rotor flux control.
Bevorzugterweise weist die Arbeitspunktsteuerung einen ersten Eingangsparameter auf. Der erste Eingangsparameter weist einen maximal zulässigen Rotorfluss auf. Ganz besonders bevorzugterweise entspricht der erste Eingangsparameter dem maximal zulässigen Rotorfluss. Dabei kann der maximal zulässige Rotorfluss mittels eines der Arbeitspunktsteuerung überlagerten Spannungsreglers der feldorientierten Regelung ermittelt werden. Beispielsweise wird der maximal zulässige Rotorfluss während des Betriebs, das heißt online, basierend auf einer Zwischenkreisspannung und Kreisfrequenz berechnet. Preferably, the operating point control has a first input parameter. The first input parameter has a maximum allowable rotor flux. Most preferably, the first input parameter corresponds to the maximum allowable rotor flux. In this case, the maximum permissible rotor flux can be determined by means of a voltage controller of the field-oriented control superimposed on the operating point control. For example, the maximum allowable rotor flux during operation, that is online, calculated based on a DC link voltage and angular frequency.
Ferner weist die Arbeitspunktsteuerung bevorzugterweise einen zweiten Eingangsparameter auf, wobei der zweite Eingangsparameter ein Solldrehmoment aufweist. Ganz besonders bevorzugterweise entspricht der zweite Eingangsparameter einem Solldrehmoment. Furthermore, the operating point control preferably has a second input parameter, wherein the second input parameter has a setpoint torque. Most preferably, the second input parameter corresponds to a target torque.
Des Weiteren ist für das Verfahren zur feldorientierten Regelung vorgesehen, dass für das der Arbeitspunktsteuerung als zweiter Eingangsparameter vorgegebene Solldrehmoment ein wirkungsgradoptimierter Rotorfluss ermittelt wird. Dabei wird für das Solldrehmoment, basierend auf einer vorgegebenen Zuordnung, ein wirkungsgradoptimierter Rotorfluss ermittelt. Bei der vorgegebenen Zuordnung kann es sich beispielsweise um eine erste Kennlinie handeln. Die Werte für die erste Kennlinie sind bevorzugterweise offline ermittelt worden. Dabei können die Werte der ersten Kennlinie beispielsweise in Form einer Tabelle in einem Speicher abgelegt sein. Die erste Kennlinie stellt eine Zuordnung eines Wertes für einen wirkungsgradoptimierten Rotorfluss für jedes vorgesehene Solldrehmoment dar. Somit wird, basierend auf dem Solldrehmoment, aufgrund der vorgegebenen Zuordnung, ein wirkungsgradoptimierter Rotorfluss aus der ersten Kennlinie ermittelt. Furthermore, it is provided for the method for field-oriented regulation that an efficiency-optimized rotor flux is determined for the setpoint torque specified as the second input parameter to the operating point control. In this case, an efficiency-optimized rotor flux is determined for the target torque, based on a predetermined assignment. The given assignment may be, for example, a first characteristic curve. The values for the first characteristic curve have preferably been determined offline. In this case, the values of the first characteristic curve can be stored in a memory, for example in the form of a table. The first characteristic curve represents an assignment of a value for an efficiency-optimized rotor flux for each intended setpoint torque. Thus, based on the setpoint torque, based on the predetermined assignment, an efficiency-optimized rotor flux is determined from the first characteristic curve.
Für das Verfahren zur feldorientierten Regelung ist ferner bevorzugterweise ein Vergleicher vorgesehen, mittels welchem der maximal zulässige Rotorfluss, welcher als erster Eingangsparameter der Arbeitspunktsteuerung übergeben wird, mit dem wirkungsgradoptimierten Rotorfluss verglichen wird. Somit ist für das feldorientierte Regelungsverfahren vorgesehen, dass der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss mit dem maximal zulässigen Rotorfluss verglichen wird. Basierend auf diesem Vergleichswert wird bevorzugterweise ein Rotorflusssollwert ermittelt. Der Rotorflusssollwert entspricht dabei dem kleineren Wert aus dem wirkungsgradoptimierten Rotorfluss und dem maximal zulässigen Rotorfluss. Somit entspricht der Rotorflusssollwert dem wirkungsgradoptimierten Rotorfluss, falls der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss kleiner als der maximal zulässige Rotorfluss ist. Des Weiteren entspricht der Rotorflusssollwert dem maximal zulässigen Rotorfluss, falls der maximal zulässige Rotorfluss kleiner als der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss ist, beziehungsweise der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss den maximal zulässigen Rotorfluss übersteigt. For the method for field-oriented control, a comparator is furthermore preferably provided by means of which the maximum permissible rotor flux, which is transmitted as the first input parameter of the operating point control, is compared with the efficiency-optimized rotor flux. Thus, it is provided for the field-oriented control method that the efficiency-optimized rotor flux is compared with the maximum allowable rotor flux. Based on this comparison value, a rotor flux setpoint is preferably determined. The rotor flux setpoint corresponds to the smaller value from the efficiency-optimized rotor flux and the maximum permissible rotor flux. Thus, the rotor flux set point corresponds to the efficiency-optimized rotor flux if the efficiency-optimized rotor flux is smaller than the maximum allowable rotor flux. Furthermore, the nominal rotor flux value corresponds to the maximum permissible rotor flux, if the maximum permissible rotor flux is smaller than the efficiency-optimized rotor flux, or if the efficiency-optimized rotor flux exceeds the maximum permissible rotor flux.
Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der elektrische Antrieb im Ankerstellbetrieb betrieben wird, falls der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss kleiner als der maximal zulässige Rotorfluss ist. Des weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der elektrische Antrieb im Flussschwächbereich betrieben wird, falls der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss den maximal zulässigen Rotorfluss übersteigt, beziehungsweise der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss größer als der maximal zulässige Rotorfluss ist. Bei dem Ankerstellbereich und dem Flussschwächbereich handelt es sich um unterschiedliche Betriebsbereiche der Asynchronmaschine. Im Ankerstellbereich wird das Solldrehmoment in dem zugehörigen Arbeitspunkt auf dem mit der Stromgrenze konformen Teil der ersten Kennlinie gestellt. Voraussetzung für einen Betrieb im Ankerstellbereich ist, dass der Spannungsbedarf des zu dem Solldrehmoment gehörigen Arbeitspunkt auf der ersten Kennlinie die maximal zulässige Spannung nicht übersteigt. Um weiterhin große Drehmomentbeträge bei steigender Drehzahl stellen zu können, ist ein Betrieb im Flussschwächbereich nötig. Dabei wird der Antrieb an einer Spannungsgrenze betrieben. Unter dem Flussschwächbereich ist sowohl der untere Flussschwächbereich sowie auch der obere Flussschwächbereich zu verstehen. Thus, it is preferably provided that the electric drive is operated in armature adjustment mode, if the efficiency-optimized rotor flux is smaller than the maximum allowable rotor flux. Furthermore, it is preferably provided that the electric drive is operated in the Flußschwächbereich if the efficiency-optimized rotor flux exceeds the maximum allowable rotor flux, or the efficiency-optimized rotor flux is greater than the maximum allowable rotor flux. The armature adjustment region and the flux weakening region are different operating ranges of the asynchronous machine. In the armature control range, the setpoint torque is set in the associated operating point on the part of the first characteristic curve that conforms to the current limit. The prerequisite for operation in the armature adjustment range is that the voltage requirement of the operating point belonging to the setpoint torque on the first characteristic curve does not exceed the maximum permissible voltage. In order to continue to be able to set large amounts of torque with increasing speed, operation in the flux weakening range is necessary. The drive is operated at a voltage limit. Under the Flussschwächbereich is both the lower Flußschwächbereich and the upper Flußschwächbereich to understand.
Für den Rotorflusssollwert wird bevorzugterweise ein maximal stellbarer Drehmomentwert ermittelt. Dabei wird für den Rotorflusssollwert der maximal stellbare Drehmomentwert, basierend auf einer vorgegebenen Zuordnung, beispielsweise einer zweiten Kennlinie, ermittelt. Die Werte für die zweite Kennlinie sind bevorzugterweise offline ermittelt worden. Dabei können die Werte für die zweite Kennlinie ebenfalls in Form einer Tabelle in einem Speicher abgelegt sein. Die zweite Kennlinie stellt eine Zuordnung eines maximal stellbaren Drehmomentwerts für jeden vorgesehenen Rotorflusswert dar. A maximum adjustable torque value is preferably determined for the rotor flux setpoint. In this case, the maximum adjustable torque value, based on a predetermined assignment, for example, a second characteristic curve, is determined for the rotor flux target value. The values for the second characteristic curve have preferably been determined offline. The values for the second characteristic can also be stored in the form of a table in a memory. The second characteristic curve represents an assignment of a maximum adjustable torque value for each intended rotor flux value.
Für das Solldrehmoment wird bevorzugterweise ein begrenztes Solldrehmoment ermittelt, wobei das begrenzte Solldrehmoment auf den maximal einstellbaren Drehmomentwert limitiert wird. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das begrenzte Solldrehmoment dem Solldrehmoment entspricht, aber den maximal einstellbaren Drehmomentwert nicht übersteigt. For the target torque, a limited setpoint torque is preferably determined, wherein the limited setpoint torque is limited to the maximum adjustable torque value. Thus, it is preferably provided that the limited setpoint torque corresponds to the setpoint torque, but does not exceed the maximum adjustable torque value.
Der durch die Arbeitspunktsteuerung ermittelte Arbeitspunkt weist bevorzugterweise den Rotorflusssollwert und das begrenzte Solldrehmoment auf. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der durch die Arbeitspunktsteuerung ermittelte Arbeitspunkt einer Kombination von Rotorflusssollwert und begrenztem Solldrehmoment entspricht. Der durch die Arbeitspunktsteuerung ermittelte Arbeitspunkt, beziehungsweise die Kombination aus Rotorflusssollwert und begrenztem Solldrehmoment, werden den der Arbeitspunktsteuerung unterlagerten Rotorflussregelung und Drehmomentsteuerung als Eingangsparameter übergeben. The operating point determined by the operating point control preferably has the rotor flux setpoint and the limited setpoint torque. Thus, it is preferably provided that the operating point determined by the operating point control corresponds to a combination of rotor flux setpoint and limited setpoint torque. The operating point determined by the operating point control, or the combination of rotor flux setpoint and limited setpoint torque, is transferred to the operating point control of subordinate rotor flux control and torque control as input parameters.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein elektrischer Antrieb vorgeschlagen, wobei der elektrische Antrieb eine Asynchronmaschine aufweist und der elektrische Antrieb ferner eine Regelung zur feldorientierten Regelung der Asynchronmaschine gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren aufweist. Dabei ist der elektrische Antrieb bevorzugterweise für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Furthermore, an electric drive is proposed according to the invention, the electric drive having an asynchronous machine and the electric drive also having a control for field-oriented control of the asynchronous machine according to the method described above. In this case, the electric drive is preferably provided for a motor vehicle.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb vorgeschlagen, welcher eine Regelung zur feldorientierten Regelung der Asynchronmaschine gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren aufweist. Dabei kann es sich um ein Kraftfahrzeug mit ausschließlich elektrischem Antrieb oder Hybridantrieb, nämlich einer Kombination aus elektrischem Antrieb und Verbrennungsmotor, handeln. Further, the invention proposes a motor vehicle with an electric drive, which has a control for field-oriented control of the asynchronous machine according to the method described above. It may be a motor vehicle with only electric drive or hybrid drive, namely a combination of electric drive and internal combustion engine, act.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen: Show it:
In
Für die Steuerung, beziehungsweise Regelung, des elektrischen Antriebs
Des Weiteren weist die feldorientierte Regelung
Mittels eines Spannungsregler
In
Der Arbeitspunktsteuerung
Der maximal zulässige Rotorfluss
Falls der wirkungsgradoptimierte Rotorfluss
Für den Fall, dass der maximal zulässige Rotorfluss
Mittels der zweiten Kennlinie
Der von der Arbeitspunktsteuerung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- feldorientierte Regelung einer Asynchronmaschine Field-oriented control of an asynchronous machine
- 200 200
- elektrischer Antrieb electric drive
- 201 201
- Asynchronmaschine asynchronous
- 300 300
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 10 10
- Rotorflussregelung Rotor flux control
- 11 11
- Drehmomentsteuerung torque control
- 12 12
- Arbeitspunktsteuerung Working point control
- 13 13
- erster Eingangsparameter der Arbeitspunktsteuerung first input parameter of the operating point control
- 14 14
- zweiter Eingangsparameter der Arbeitspunktsteuerung second input parameter of the operating point control
- 15 15
- maximal zulässiger Rotorfluss maximum permissible rotor flux
- 16 16
- Solldrehmoment target torque
- 17 17
- erste Kennlinie first characteristic
- 18 18
- zweite Kennlinie second characteristic
- 19 19
- wirkungsgradoptimierter Rotorfluss efficiency-optimized rotor flux
- 20 20
- Rotorflusssollwert Rotor flux setpoint
- 20a 20a
- min-Block min-block
- 21 21
- maximal stellbarer Drehmomentwert maximum adjustable torque value
- 22 22
- begrenztes Solldrehmoment limited setpoint torque
- 22a 22a
- Begrenzer limiter
- 23 23
- Spannungsregler voltage regulators
- 24 24
- Stromregler current regulator
- 25 25
- Schätzung der Rotorlage Estimation of the rotor position
- 26 26
- erster Wandler first converter
- 27 27
- zweiter Wandler second converter
- 28 28
- Rotorkoordinaten rotor coordinates
- 29 29
- Ständerkoordinaten stator coordinates
- 30 30
- Motor engine
- 31 31
- mechanische Last mechanical load
- 32 32
- Leistungselektronik power electronics
- 33 33
- elektrische Versorgung electrical supply
- 34 34
- übergeordnete Leittechnik higher-level control technology
- 35 35
- mechanischer Messwandler mechanical transducer
- 36 36
- elektrischer Messwandler electrical transducer
- 37 37
- Messwerte readings
- 38 38
- Steuersignale control signals
- 39 39
- Sollwerte setpoints
- 40 40
- Rückmeldungen feedback
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 2233848 [0008] DE 2233848 [0008]
- DE 102010021488 A1 [0009] DE 102010021488 A1 [0009]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013226801.7A DE102013226801A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013226801.7A DE102013226801A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013226801A1 true DE102013226801A1 (en) | 2015-06-25 |
Family
ID=53275190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013226801.7A Pending DE102013226801A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013226801A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107154762A (en) * | 2017-05-17 | 2017-09-12 | 苏州半唐电子有限公司 | A kind of control method without sensing permagnetic synchronous motor optimum efficiency tracking |
DE102017201133A1 (en) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Determination of a desired operating point for use in the field-oriented control of a rotary field machine |
DE102020129398A1 (en) | 2020-11-09 | 2022-05-12 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stator of a dynamo-electric machine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2233848A1 (en) | 1972-07-10 | 1974-01-24 | Deutsche Automobilgesellsch | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A DRIVE WITH AN ELECTRICAL MACHINE |
DE102006052042A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Bombardier Transportation Gmbh | Control and / or regulation of a 3-phase power converter for the operation of an asynchronous machine |
DE102010021488A1 (en) | 2009-05-22 | 2011-04-07 | Lenze Drives Gmbh | Method for copper loss-optimal control and/or regulation of asynchronous machine, involves computing and defining control value of regulator and adapting voltage vector to regulator over control value |
-
2013
- 2013-12-20 DE DE102013226801.7A patent/DE102013226801A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2233848A1 (en) | 1972-07-10 | 1974-01-24 | Deutsche Automobilgesellsch | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A DRIVE WITH AN ELECTRICAL MACHINE |
DE102006052042A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Bombardier Transportation Gmbh | Control and / or regulation of a 3-phase power converter for the operation of an asynchronous machine |
DE102010021488A1 (en) | 2009-05-22 | 2011-04-07 | Lenze Drives Gmbh | Method for copper loss-optimal control and/or regulation of asynchronous machine, involves computing and defining control value of regulator and adapting voltage vector to regulator over control value |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017201133A1 (en) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Determination of a desired operating point for use in the field-oriented control of a rotary field machine |
CN107154762A (en) * | 2017-05-17 | 2017-09-12 | 苏州半唐电子有限公司 | A kind of control method without sensing permagnetic synchronous motor optimum efficiency tracking |
CN107154762B (en) * | 2017-05-17 | 2019-04-23 | 苏州半唐电子有限公司 | A kind of control method without sensing permanent magnet synchronous motor optimum efficiency tracking |
DE102020129398A1 (en) | 2020-11-09 | 2022-05-12 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stator of a dynamo-electric machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69936796T2 (en) | DYNAMOTOR FOR A HYBRID VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING IT | |
DE10244229A1 (en) | Power supply system and method | |
DE102017110138A1 (en) | Proportional resonance controller broken order | |
DE102014220208A1 (en) | CONTROL DEVICE FOR AN ELECTRIC MACHINE, VEHICLE AND METHOD | |
DE102010050418B4 (en) | Vehicle charger | |
DE102011079566B4 (en) | Method for operating an electrical network and device for controlling an electrical network | |
EP3329575A1 (en) | Method and device for operating an electrical system, and electrical system | |
DE102008004269A1 (en) | Power supply device for e.g. ventilator, in e.g. vehicle, has power converter for adjusting excitation of generator depending on value measured at output of generator and voltage value measured in voltage intermediate circuit | |
DE102013226801A1 (en) | Operating point control for the efficiency-optimized operation of asynchronous machines | |
DE112017002115T5 (en) | Control device for a rotating electrical machine | |
EP1700367B1 (en) | Electric device and operating method | |
DE102008042931A1 (en) | Method and device for field-oriented control of a synchronous machine | |
AT513476B1 (en) | Method for operating a range extender for electric vehicles | |
DE102011087946A1 (en) | Drive assembly for vehicle e.g. working machine, has control and regulating circuit having ratio controller for setting desired transmission ratio of transmission, and voltage regulator for setting desired direct current voltage | |
DE102014219517A1 (en) | Arrangement for providing electrical energy | |
WO2019101421A1 (en) | Device for supplying power to an electric machine, electric drive system, and method for controlling a multi-level inverter | |
DE102019131085A1 (en) | Method for operating an electrical circuit, electrical circuit and motor vehicle | |
WO1997007048A1 (en) | Drive system for lifting equipment with energy compensating means | |
DE102018211432A1 (en) | Electrical consumer with controlled energy recovery | |
DE102012223516A1 (en) | Generator controller of vehicle electrical system, controls current passing through rotor winding of electric machine to measure actual value of base quantity from actual value of system variable and output system variable actual value | |
EP2801497B1 (en) | Charging device and method for operating a charging device | |
DE202013000660U1 (en) | straddle | |
DE10011601A1 (en) | Propulsion system for ships | |
WO2004113108A1 (en) | Drive system and method for controlling a drive system | |
DE112017002116T5 (en) | Control device for a rotating electrical machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed |