DE102019220103A1 - Method and device for operating an electrical machine - Google Patents

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DE102019220103A1 DE102019220103.2A DE102019220103A DE102019220103A1 DE 102019220103 A1 DE102019220103 A1 DE 102019220103A1 DE 102019220103 A DE102019220103 A DE 102019220103A DE 102019220103 A1 DE102019220103 A1 DE 102019220103A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum geregelten Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine (2) mit mehreren in Deltaschaltung verschalteten Phasensträngen (23), mit folgenden Schritten:- Bereitstellen einer Regelabweichung,- Regeln des Betriebs der elektrischen Maschine (2) abhängig von rechnerisch ermittelten Ist- Strangströmen, um Klemmenpotenzialangaben (Su, Sv, Sw) für die Ansteuerung eines Wechselrichters (3) bereitzustellen, der entsprechend Klemmenpotenziale (Vu, Vv, Vw) an die elektrische Maschine (2) anlegt, wobei die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) mithilfe eines Maschinenmodells abhängig von den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) ermittelt werden, wobei das Maschinenmodell von einer Induktivitätsmatrix abhängt, die magnetische Eigenschaften der elektrischen Maschine so bestimmt, dass durch diese Spannungsdifferenzen zwischen den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) auf die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) abgebildet werden.The invention relates to a method for the controlled operation of a multiphase electrical machine (2) with several phase strands (23) connected in a delta circuit, with the following steps: - providing a control deviation, - regulating the operation of the electrical machine (2) depending on the computationally determined actual String currents to provide terminal potential information (Su, Sv, Sw) for controlling an inverter (3), which applies terminal potentials (Vu, Vv, Vw) to the electrical machine (2), whereby the actual string currents (Iaist, Ibist, Icist) can be determined with the help of a machine model depending on the terminal potentials (Vu, Vv, Vw), whereby the machine model depends on an inductance matrix that determines the magnetic properties of the electrical machine in such a way that these voltage differences between the terminal potentials (Vu, Vv, Vw) can be mapped onto the actual line currents (Iaist, Ibist, Icist).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Maschinen, insbesondere Verfahren zum Betreiben elektrischer Maschinen, die ein Maschinenmodell zur Modellierung einer Betriebsgröße der elektrischen Maschine verwenden.The invention relates generally to electrical machines, in particular to methods for operating electrical machines that use a machine model for modeling an operating variable of the electrical machine.

Technischer HintergrundTechnical background

Sowohl zur Simulation als auch zum Betrieb elektrischer Maschinen wird ein Maschinenmodell verwendet, das eine Beziehung zwischen Phasenspannungen und Strangströmen der elektrischen Maschine abbildet. Kern dieses Maschinenmodells ist eine Induktivitätsmatrix, deren Elemente läuferlageabhängige Stranginduktivitäten und Kopplungsinduktivitäten aufweisen. Zur Verwendung dieses Maschinenmodells ist üblicherweise eine Invertierung der Induktivitätsmatrix notwendig, was aufgrund der Lageabhängigkeit der einzelnen Elemente der Induktivitätsmatrix komplex und nicht trivial ist.A machine model that depicts a relationship between phase voltages and phase currents in the electrical machine is used for both simulation and operation of electrical machines. The core of this machine model is an inductance matrix, the elements of which have phase inductances and coupling inductances that are dependent on the rotor position. To use this machine model, it is usually necessary to invert the inductance matrix, which is complex and not trivial due to the position dependency of the individual elements of the inductance matrix.

Bisherige Ansätze zur Implementierung des Maschinenmodells nutzen eine Park-Transformation in ein läuferfestes Koordinatensystem, die in der Regel verlustbehaftet ist. Andere Ansätze vereinfachen das Maschinenmodell durch die Annahme, dass die Kopplungsinduktivitäten lageunabhängig sind. Dieser Ansatz ist aber bei Folgepolmaschinen, bei den die Induktivitäten nicht nur Harmonien 2. Ordnung haben, sondern auch Harmonien 1., 3., 4. und höherer Ordnung aufweisen, nicht zielführend, da die herkömmlichen Invertierungsverfahren nur Harmonien 2. Ordnung berücksichtigen kann und die Harmonien anderer Ordnungen nicht berücksichtigt werden.Previous approaches to the implementation of the machine model use a park transformation into a rotor-fixed coordinate system, which is usually lossy. Other approaches simplify the machine model by assuming that the coupling inductances are position-independent. However, this approach is not expedient in sequential pole machines, in which the inductances not only have 2nd order harmonies, but also 1st, 3rd, 4th and higher order harmonies, since the conventional inversion method can only take into account 2nd order harmonies the harmonies of other orders are not taken into account.

Die Ermittlung der Strangströme erfordert eine Invertierung der Induktivitätsmatrix in jedem Zeitschritt. Dies ist rechen- und zeitaufwändig. Zudem kann bei einer Delta-Verschaltung ein Kreisstrom auftreten, der die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine negativ beeinflusst.The determination of the phase currents requires an inversion of the inductance matrix in each time step. This is computationally and time consuming. In addition, a circulating current can occur with a delta connection, which negatively affects the performance of the electrical machine.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, die Phasenstränge in Delta-Verschaltung aufweist, mit einem Maschinenmodell zur Verfügung zu stellen, das einen geringen Rechenaufwand benötigt.It is an object of the present invention to provide a method for operating an electrical machine, which has phase strings in a delta connection, with a machine model that requires little computing effort.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine in einer Deltaverschaltung mit einem Maschinenmodell gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method for operating an electrical machine in a delta connection with a machine model according to claim 1 and by the device and the motor system according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are given in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum geregelten Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine mit mehreren in Deltaschaltung verschalteten Phasensträngen, mit folgenden Schritten:

  • - Bereitstellen einer Regelabweichung,
  • - Regeln des Betriebs der elektrischen Maschine abhängig von rechnerisch ermittelten Ist- Strangströmen, um Klemmenpotenzialangaben für die Ansteuerung eines Wechselrichters bereitzustellen, der entsprechend Klemmenpotenziale an die elektrische Maschine anlegt,
wobei die Ist- Strangströme mithilfe eines Maschinenmodells abhängig von den Klemmenpotenzialen ermittelt werden, wobei das Maschinenmodell von einer Induktivitätsmatrix abhängt, die magnetische Eigenschaften der elektrischen Maschine so bestimmt, dass durch diese Spannungsdifferenzen zwischen den Klemmenpotenzialen auf die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) abgebildet werden.According to a first aspect, there is a method for the controlled operation of a multiphase electrical machine with several phase strings connected in a delta circuit, with the following steps:
  • - Provision of a control deviation,
  • - Regulating the operation of the electrical machine depending on the computationally determined actual phase currents in order to provide terminal potential information for controlling an inverter, which applies the corresponding terminal potentials to the electrical machine,
The actual phase currents are determined using a machine model as a function of the terminal potentials, the machine model being dependent on an inductance matrix that determines the magnetic properties of the electrical machine in such a way that these voltage differences between the terminal potentials result in the actual phase currents (I aist, I bist , I cist ).

Zur Simulation und den Betrieb von elektrischen Maschinen werden in der Regel Maschinenmodelle verwendet, die die Beziehung zwischen Phasenspannungen und Strangströmen sowie die Abhängigkeit des Drehmoments von den Strangströmen bzw. vom Motorstrom beschreiben. Für eine dreiphasige elektrische Maschine in Deltaverschaltung (entspricht Dreiecksschaltung) ergibt sich beispielsweise für das Maschinenmodell [ V u V v V v V w V w V u ] = R [ I a I b I c ] + d d t [ ψ a ( I a , I b , I c , φ ) ψ b ( I a , I b , I c , φ ) ψ c ( I a , I b , I c , φ ) ]

Figure DE102019220103A1_0001
mit [ I u I v I w ] = [ I a I c I b I a I c I b ]
Figure DE102019220103A1_0002
ψ a = L a ( φ ) I a + M a b ( φ ) I b + M a c ( φ ) I c + ψ m a
Figure DE102019220103A1_0003
ψ b = M a b ( φ ) I a + L b ( φ ) I b + M b c ( φ ) I c + ψ m b
Figure DE102019220103A1_0004
ψ c = M a c ( φ ) I a + M b c ( φ ) I b + L c ( φ ) I c + ψ m c
Figure DE102019220103A1_0005
wobei Vu, Vv, Vw den Klemmenpotenzialen der Phasenstränge, la,lb,lc den Strangströmen, R dem elektrischen Strangwiderstand, La, Lb, Lc den Stranginduktivitäten, Mab, Mac, Mbc den Kopplungsinduktivitäten, φ der Läuferlage, Ψa, Ψb, Ψc den Flüssen in den Phasensträngen und Ψma, Ψmb, Ψmc den durch die Rotation des Läufers jeweils induzierten Flüssen entsprechen. Die Indices a, b, c bezeichnen den jeweiligen Phasenstrang und die Indices u, v, w den jeweiligen Klemmenanschluss.Machine models that describe the relationship between phase voltages and phase currents and the dependence of the torque on the phase currents or the motor current are generally used to simulate and operate electrical machines. For a three-phase electrical machine in a delta connection (corresponds to a delta connection), for example, this results for the machine model [ V u - V v V v - V w V w - V u ] = R. [ I. a I. b I. c ] + d d t [ ψ a ( I. a , I. b , I. c , φ ) ψ b ( I. a , I. b , I. c , φ ) ψ c ( I. a , I. b , I. c , φ ) ]
Figure DE102019220103A1_0001
With [ I. u I. v I. w ] = [ I. a - I. c I. b - I. a I. c - I. b ]
Figure DE102019220103A1_0002
ψ a = L. a ( φ ) I. a + M. a b ( φ ) I. b + M. a c ( φ ) I. c + ψ m a
Figure DE102019220103A1_0003
ψ b = M. a b ( φ ) I. a + L. b ( φ ) I. b + M. b c ( φ ) I. c + ψ m b
Figure DE102019220103A1_0004
ψ c = M. a c ( φ ) I. a + M. b c ( φ ) I. b + L. c ( φ ) I. c + ψ m c
Figure DE102019220103A1_0005
where Vu, Vv, Vw the terminal potentials of the phase strands, la, lb, lc the phase currents, R the electrical phase resistance, La, Lb, Lc the phase inductances, Mab, Mac, Mbc the coupling inductances, φ the rotor position, Ψa, Ψb, Ψc den The flows in the phase strands and Ψma, Ψmb, Ψmc correspond to the flows induced by the rotation of the rotor. The indices a, b, c designate the respective phase line and the indices u, v, w the respective terminal connection.

Die Phasenspannungen Vu - Vv, Vv - Vw, Vw - Vu werden als ein Summenterm dargestellt, der sich aus dem Strangwiderstand R, den Stranginduktivitäten La, Lb, Lc und den Flüssen Ψa, Ψb, Ψc in den Phasensträngen zusammensetzt. Aufgrund der Wechselwirkungen der Induktivitäten zwischen den Strangspulen werden die Magnetisierungsspannungen mithilfe einer Induktivitätsmatrix beschrieben, die sowohl Stranginduktivitäten La, Lb, Lc als auch Kopplungsinduktivitäten Mab, Mac, Mbc beinhaltet. In der Realität ergeben sich für die Stranginduktivitäten La, Lb, Lc und die Kopplungsinduktivitäten Mab, Mac, Mbc lageabhängige Funktionen, die sich als Reihenentwicklungen von Cosinus-Termen darstellen lassen. L a ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ ) + l 2 c o s ( 2 φ ) + l 3 c o s ( 3 φ ) +

Figure DE102019220103A1_0006
L b ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ 2 π 3 ) + l 2 c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] + l 3 c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0007
L c ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ + 2 π 3 ) + l 2 c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0008
M b c ( φ ) = m 0 + m 1 c o s ( φ ) + m 2 c o s ( 2 φ ) + m 3 c o s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0009
M a c ( φ ) = m 0 + m 1 c o s ( φ 2 π 3 ) + m 2 c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] + m 3 c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0010
M a b ( φ ) = m 0 + m 1 c o s ( φ + 2 π 3 ) + m 2 c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + m 3 c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0011
The phase voltages Vu - Vv, Vv - Vw, Vw - Vu are represented as a sum term made up of the phase resistance R, the phase inductances La, Lb, Lc and the fluxes Ψa, Ψb, Ψc in the phase phases. Due to the interactions of the inductances between the phase coils, the magnetization voltages are described with the aid of an inductance matrix, which contains both phase inductances La, Lb, Lc and coupling inductances Mab, Mac, Mbc. In reality, position-dependent functions result for the strand inductances La, Lb, Lc and the coupling inductances Mab, Mac, Mbc, which can be represented as series developments of cosine terms. L. a ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ ) + l 2 c O s ( 2 φ ) + l 3 c O s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0006
L. b ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ - 2 π 3 ) + l 2 c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] + l 3 c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0007
L. c ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ + 2 π 3 ) + l 2 c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0008
M. b c ( φ ) = m 0 + m 1 c O s ( φ ) + m 2 c O s ( 2 φ ) + m 3 c O s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0009
M. a c ( φ ) = m 0 + m 1 c O s ( φ - 2 π 3 ) + m 2 c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] + m 3 c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0010
M. a b ( φ ) = m 0 + m 1 c O s ( φ + 2 π 3 ) + m 2 c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + m 3 c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0011

Ferner ergeben sich für die Flüsse Ψma, Ψmb, Ψmc lageabhängige Funktionen, die sich als Reihenentwicklungen von Cosinus-Termen darstellen lassen. ψ m a = a 1 c o s ( φ ) + a 3 c o s ( 3 φ ) + a 5 c o s ( 5 φ ) + a 7 c o s ( 7 φ ) +

Figure DE102019220103A1_0012
ψ m b = a 1 c o s ( φ 2 π 3 ) + a 3 c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] + a 5 c o s [ 5 ( φ 2 π 3 ) ] + a 7 c o s [ 7 ( φ 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0013
ψ m c = a 1 c o s ( φ + 2 π 3 ) + a 3 c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + a 5 c o s [ 5 ( φ + 2 π 3 ) ] + a 7 c o s [ 7 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0014
Furthermore, there are position-dependent functions for the flows Ψma, Ψmb, Ψmc, which can be represented as series expansion of cosine terms. ψ m a = a 1 c O s ( φ ) + a 3 c O s ( 3 φ ) + a 5 c O s ( 5 φ ) + a 7th c O s ( 7th φ ) +
Figure DE102019220103A1_0012
ψ m b = a 1 c O s ( φ - 2 π 3 ) + a 3 c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] + a 5 c O s [ 5 ( φ - 2 π 3 ) ] + a 7th c O s [ 7th ( φ - 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0013
ψ m c = a 1 c O s ( φ + 2 π 3 ) + a 3 c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + a 5 c O s [ 5 ( φ + 2 π 3 ) ] + a 7th c O s [ 7th ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0014

Die obige Gleichung wird üblicherweise mit den Strangströmen als Zustandsgrößen implementiert und gelöst: [ V u V v V v V w V v V u ] = R [ I a I b I c ] + d d t [ [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] [ I a I b I c ] ] + d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ]

Figure DE102019220103A1_0015
[ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] d d t [ I a I b I c ]                       = [ V u V v V v V w V v V u ] R [ I a I b I c ] d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ] d d t [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] [ I a I b I c ]
Figure DE102019220103A1_0016
The above equation is usually implemented and solved with the phase currents as state variables: [ V u - V v V v - V w V v - V u ] = R. [ I. a I. b I. c ] + d d t [ [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] [ I. a I. b I. c ] ] + d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ]
Figure DE102019220103A1_0015
[ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] d d t [ I. a I. b I. c ] = [ V u - V v V v - V w V v - V u ] - R. [ I. a I. b I. c ] - d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ] - d d t [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] [ I. a I. b I. c ]
Figure DE102019220103A1_0016

Bisher ist die Implementierung des obigen Maschinenmodells für einen Betrieb einer elektrischen Maschine, bei dem die Strangströme nicht gemessen sondern modelliert werden und als Regelgröße für eine Stromregelung dienen sollen, nur mit Invertierung der Induktivitätsmatrix [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ]

Figure DE102019220103A1_0017
und durch Umformung wie folgt bekannt. d d t [ I a I b I c ] = [ [ V u V v V v V w V v V u ] R [ I a I b I c ] [ Ψ m a Ψ m b Ψ m c ] d d t [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] [ I a I b I c ] ] 1 det ( L ) [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] 1
Figure DE102019220103A1_0018
So far, the implementation of the above machine model for an operation of an electrical machine, in which the phase currents are not measured but rather modeled and are intended to serve as a control variable for current regulation, has only been done with inversion of the inductance matrix [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ]
Figure DE102019220103A1_0017
and known by forming as follows. d d t [ I. a I. b I. c ] = [ [ V u - V v V v - V w V v - V u ] - R. [ I. a I. b I. c ] - [ Ψ m a Ψ m b Ψ m c ] - d d t [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] [ I. a I. b I. c ] ] 1 det ( L. ) [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] - 1
Figure DE102019220103A1_0018

Diese Art Implementierung erfordert aufgrund der Abhängigkeit von der Läuferlage eine Invertierung in jedem Zeitschritt. Weiterhin kann aufgrund der Dreieckschaltung je nach Werten der Parameter l1, l2, l3, m1, m2, m3, Ψma, Ψmb, Ψmc ein Kreisstrom ‚II‘ auftreten, der die Leistung der elektrischen Maschine negativ beeinflussen kann. Mit dieser Implementierung ist es schwierig zu erkennen, bei welchen Werten dieser Parameter der Kreisstrom entstehen kann.This type of implementation requires an inversion in every time step due to the dependence on the rotor position. Furthermore, due to the delta connection, depending on the values of the parameters l 1 , l 2 , l 3 , m 1 , m 2 , m 3 , Ψma, Ψmb, Ψmc, a circulating current 'II' can occur which can negatively affect the performance of the electrical machine. With this implementation it is difficult to see at which values of these parameters the circulating current can arise.

Durch geeignete Umformung des obigen Maschinenmodells sollen für den allgemeinen Fall l1 ≠ 0, l2 ≠ 0, l3 ≠ 0, m1 ≠ 0, m2 ≠ 0, m3 ≠ 0 die Bedingungen zur Kreisstromentstehung bestimmbar werden, so dass diese für den Betrieb der elektrischen Maschine berücksichtigt werden können.By suitable transformation of the above machine model, the conditions for the generation of circular currents should be determinable for the general case l 1 ≠ 0, l 2 ≠ 0, l 3 ≠ 0, m 1 ≠ 0, m 2 ≠ 0, m 3 ≠ 0, so that these can be taken into account for the operation of the electrical machine.

Das obige Verfahren schlägt vor, das Maschinenmodell über zwei Differentialgleichungen zu formulieren, die eine einfache invertierbare 2x2 Induktivitätsmatrix und zwei Zustandsgrößen verwenden, die keinen Kreisstromanteil beinhalten.The above procedure suggests to formulate the machine model using two differential equations that use a simple invertible 2x2 inductance matrix and two state variables that do not contain a circulating current component.

Dazu wird ein verketteter Fluss für zwei der Phasenstränge definiert.For this purpose, a linked flow is defined for two of the phase strands.

Das Maschinenmodell ergibt sich zu: d d t ( [ d L M a ( φ )   d L M b ( φ ) d L M c ( φ )   d L M d ( φ ) ] [ I a I b ] ) = [ V u V v V v V w ] R [ I a I b ] d d t [ ψ m a ψ m b ]

Figure DE102019220103A1_0019
mit d L M a ( φ ) = L a ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0020
d L M b ( φ ) = M a b ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0021
d L M c ( φ ) = M a b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0022
d L M d ( φ ) = L b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0023
The machine model results from: d d t ( [ d L. M. a ( φ ) d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) d L. M. d ( φ ) ] [ I. a I. b ] ) = [ V u - V v V v - V w ] - R. [ I. a I. b ] - d d t [ ψ m a ψ m b ]
Figure DE102019220103A1_0019
With d L. M. a ( φ ) = L. a ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0020
d L. M. b ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0021
d L. M. c ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0022
d L. M. d ( φ ) = L. b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0023

Unter der Bedingung, dass lk = mk, k ∉ {0, 3, 6, ...} und aj=0 , j e {3, 6, ... }Under the condition that l k = m k , k ∉ {0, 3, 6, ...} and a j = 0, each {3, 6, ...}

Für die Ermittlung der Strangströme kann dieses dann umgeformt werden: d d t ( [ I a I b ] ) = 1 d L M a ( φ ) d L M d ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) [ d L M d ( φ )   d L M b ( φ ) d L M c ( φ )   d L M a ( φ ) ] { [ V u V v V v V w ] R [ I a I b ] d d t [ ψ m a ψ m b ] d d t ( [ d L M a ( φ )   d L M b ( φ ) d L M c ( φ )   d L M d ( φ ) ] ) [ I a I b ] }

Figure DE102019220103A1_0024
This can then be converted to determine the phase currents: d d t ( [ I. a I. b ] ) = 1 d L. M. a ( φ ) d L. M. d ( φ ) - d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) [ d L. M. d ( φ ) - d L. M. b ( φ ) - d L. M. c ( φ ) d L. M. a ( φ ) ] { [ V u - V v V v - V w ] - R. [ I. a I. b ] - d d t [ ψ m a ψ m b ] - d d t ( [ d L. M. a ( φ ) d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) d L. M. d ( φ ) ] ) [ I. a I. b ] }
Figure DE102019220103A1_0024

Das obige ursprüngliche Maschinenmodell kann wie folgt umgeformt werden [ V u V v V v V w V u V v + V v V w + V w V u = 0 ] = R [ I a I b I a + I b + I c ] + d d t ( [ ψ a ψ b ψ a + ψ b + ψ c ] )

Figure DE102019220103A1_0025
The above original machine model can be reshaped as follows [ V u - V v V v - V w V u - V v + V v - V w + V w - V u = 0 ] = R. [ I. a I. b I. a + I. b + I. c ] + d d t ( [ ψ a ψ b ψ a + ψ b + ψ c ] )
Figure DE102019220103A1_0025

Dies lässt sich mit I a + I b + I c = 3 I loop

Figure DE102019220103A1_0026
umschreiben zu [ V u V v V v V w 0 ] = R [ I a I b 3 I l o o p ] + d d t ( [ ψ a ψ b ψ a + ψ b + ψ c ] ) ,
Figure DE102019220103A1_0027
wobei Iloop einem Kreisstrom entspricht.This can be done with I. a + I. b + I. c = 3 I. loop
Figure DE102019220103A1_0026
rewrite to [ V u - V v V v - V w 0 ] = R. [ I. a I. b 3 I. l O O p ] + d d t ( [ ψ a ψ b ψ a + ψ b + ψ c ] ) ,
Figure DE102019220103A1_0027
where I loop corresponds to a circular current.

Die Summe der obigen Gleichungen führt zu: ψ a + ψ b + ψ c = ( L a ( φ ) + M a b ( φ ) + M a c ( φ ) ) I a + ( L b ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) ) I b + ( L c ( φ ) + M a c ( φ ) + M c c ( φ ) ) I c + ψ m a + ψ m b + ψ m c

Figure DE102019220103A1_0028
The sum of the above equations leads to: ψ a + ψ b + ψ c = ( L. a ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. a c ( φ ) ) I. a + ( L. b ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) ) I. b + ( L. c ( φ ) + M. a c ( φ ) + M. c c ( φ ) ) I. c + ψ m a + ψ m b + ψ m c
Figure DE102019220103A1_0028

Die Koeffizienten La(φ) + Mab(φ) + Mac(φ), Lb(φ) + Mab(φ) + Mbc(φ) und Lc(φ) + Mac(φ) + Mbc(φ) lassen sich umschreiben zu: L a ( φ ) + M a b ( φ ) + M a c ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ ) + l 2 c o s ( 2 φ ) + l 3 c o s ( 3 φ ) + 2 m 0 + m 1 [ c o s ( φ + 2 π 3 ) + c o s ( φ 2 π 3 ) ] + m 2 [ c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] ] + m 3 [ c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] ] +

Figure DE102019220103A1_0029
L b ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ 2 π 3 ) + l 2 c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] + 2 m 0 + m 1 [ c o s ( φ + 2 π 3 ) + c o s ( φ ) ] + m 2 [ c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + c o s ( 2 φ ) ] + m 3 [ c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + c o s ( 3 φ ) ] +
Figure DE102019220103A1_0030
L c ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) = l 0 + l 1 c o s ( φ 2 π 3 ) + l 2 c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + 2 m 0 + m 1 [ c o s ( φ 2 π 3 ) + c o s ( φ ) ] + m 2 [ c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] + c o s ( 2 φ ) ] + m 3 [ c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] + c o s ( 3 φ ) ] +
Figure DE102019220103A1_0031
The coefficients La (φ) + Mab (φ) + Mac (φ), Lb (φ) + Mab (φ) + Mbc (φ) and Lc (φ) + Mac (φ) + Mbc (φ) can be rewritten as follows : L. a ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. a c ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ ) + l 2 c O s ( 2 φ ) + l 3 c O s ( 3 φ ) + 2 m 0 + m 1 [ c O s ( φ + 2 π 3 ) + c O s ( φ - 2 π 3 ) ] + m 2 [ c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] ] + m 3 [ c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] ] +
Figure DE102019220103A1_0029
L. b ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ - 2 π 3 ) + l 2 c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] + 2 m 0 + m 1 [ c O s ( φ + 2 π 3 ) + c O s ( φ ) ] + m 2 [ c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + c O s ( 2 φ ) ] + m 3 [ c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + c O s ( 3 φ ) ] +
Figure DE102019220103A1_0030
L. c ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) = l 0 + l 1 c O s ( φ - 2 π 3 ) + l 2 c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + l 3 c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] + 2 m 0 + m 1 [ c O s ( φ - 2 π 3 ) + c O s ( φ ) ] + m 2 [ c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s ( 2 φ ) ] + m 3 [ c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s ( 3 φ ) ] +
Figure DE102019220103A1_0031

Unter der Verwendung von cos(p)+cos(q) = 2 · cos[(p+q)/2] · cos[(p-q/2)] lassen sich Gleichungen vereinfachen: L a ( φ ) + M a b ( φ ) + M a c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 m 1 ) c o s ( φ ) + ( l 2 m 2 ) c o s ( 2 φ ) + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s ( 3 φ ) +

Figure DE102019220103A1_0032
L b ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 m 1 ) c o s ( φ 2 π 3 ) + ( l 2 m 2 ) c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s [ 3 φ ] +
Figure DE102019220103A1_0033
L c ( φ ) + M a c ( φ ) + M b c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 m 1 ) c o s ( φ + 2 π 3 ) + ( l 2 m 2 ) c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s [ 3 φ ] +
Figure DE102019220103A1_0034
Using cos (p) + cos (q) = 2 · cos [(p + q) / 2] · cos [(pq / 2)], equations can be simplified: L. a ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. a c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 - m 1 ) c O s ( φ ) + ( l 2 - m 2 ) c O s ( 2 φ ) + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0032
L. b ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 - m 1 ) c O s ( φ - 2 π 3 ) + ( l 2 - m 2 ) c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s [ 3 φ ] +
Figure DE102019220103A1_0033
L. c ( φ ) + M. a c ( φ ) + M. b c ( φ ) = l 0 + 2 m 0 + ( l 1 - m 1 ) c O s ( φ + 2 π 3 ) + ( l 2 - m 2 ) c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s [ 3 φ ] +
Figure DE102019220103A1_0034

Wenn lk = mk, k ∉ {0, 3, 6, ...} , lässt sich der erste Term von ψ a + ψ b + ψ c ,

Figure DE102019220103A1_0035
nämlich ( L a ( φ ) + M a b ( φ ) + M a c ( φ ) ) I a +                                    ( L b ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) ) I b +                                      ( L c ( φ ) + M a c ( φ ) + M b c ( φ ) ) I c
Figure DE102019220103A1_0036
der obigen Gleichung vereinfachen mit: ( L a ( φ ) + M a b ( φ ) + M a c ( φ ) ) I a + ( L b ( φ ) + M a b ( φ ) + M b c ( φ ) ) I b + ( L c ( φ ) + M a c ( φ ) + M b c ( φ ) ) I c = [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s ( 3 φ ) ] ( I a + I b + I c ) ψ m a + ψ m b + ψ m c = a 1 [ c o s ( φ ) + c o s ( φ 2 π 3 ) + c o s ( φ + 2 π 3 ) ] + a 3 [ c o s ( 3 φ ) + c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] + c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] ] + a 5 [ c o s ( 5 φ ) + c o s [ 5 ( φ 2 π 3 ) ] + c o s [ 5 ( φ + 2 π 3 ) ] ] + a 7 [ c o s ( 7 φ ) + c o s [ 7 ( φ 2 π 3 ) ] + c o s [ 7 ( φ + 2 π 3 ) ] ] +
Figure DE102019220103A1_0037
If l k = m k , k ∉ {0, 3, 6, ...}, the first term of ψ a + ψ b + ψ c ,
Figure DE102019220103A1_0035
namely ( L. a ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. a c ( φ ) ) I. a + ( L. b ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) ) I. b + ( L. c ( φ ) + M. a c ( φ ) + M. b c ( φ ) ) I. c
Figure DE102019220103A1_0036
the above equation simplify with: ( L. a ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. a c ( φ ) ) I. a + ( L. b ( φ ) + M. a b ( φ ) + M. b c ( φ ) ) I. b + ( L. c ( φ ) + M. a c ( φ ) + M. b c ( φ ) ) I. c = [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s ( 3 φ ) ] ( I. a + I. b + I. c ) ψ m a + ψ m b + ψ m c = a 1 [ c O s ( φ ) + c O s ( φ - 2 π 3 ) + c O s ( φ + 2 π 3 ) ] + a 3 [ c O s ( 3 φ ) + c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] ] + a 5 [ c O s ( 5 φ ) + c O s [ 5 ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s [ 5 ( φ + 2 π 3 ) ] ] + a 7th [ c O s ( 7th φ ) + c O s [ 7th ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s [ 7th ( φ + 2 π 3 ) ] ] +
Figure DE102019220103A1_0037

Wobei nur der Term mit [ c o s ( j φ ) + c o s [ j ( φ 2 π 3 ) ] + c o s [ j ( φ + 2 π 3 ) ] ]

Figure DE102019220103A1_0038
ungleich Null ist, j ∈ {3, 6, ...} , nämlich 3 c o s ( j φ )
Figure DE102019220103A1_0039
entspricht, was für a j  mit  j { 3,6, }
Figure DE102019220103A1_0040
der Fall ist.Whereby only the term with [ c O s ( j φ ) + c O s [ j ( φ - 2 π 3 ) ] + c O s [ j ( φ + 2 π 3 ) ] ]
Figure DE102019220103A1_0038
is not equal to zero, j ∈ {3, 6, ...}, namely 3 c O s ( j φ )
Figure DE102019220103A1_0039
corresponds to what for a j With j { 3.6, ... }
Figure DE102019220103A1_0040
the case is.

Ist aj=0, j ∈ {3, 6, ...} so vereinfacht sich obige Formel zu ψ m a + ψ m b + ψ m c = 0

Figure DE102019220103A1_0041
wenn l k = m k ,   k { 0,3,6, }   u n d   a j = 0,   j { 3,6, }
Figure DE102019220103A1_0042
gilt: ψ a + ψ b + ψ c = 3 [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s ( 3 φ ) ] I l o o p
Figure DE102019220103A1_0043
If a j = 0, j ∈ {3, 6, ...} then the above formula is simplified to ψ m a + ψ m b + ψ m c = 0
Figure DE102019220103A1_0041
if l k = m k , k { 0.3.6, ... } u n d a j = 0, j { 3.6, ... }
Figure DE102019220103A1_0042
applies: ψ a + ψ b + ψ c = 3 [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s ( 3 φ ) ] I. l O O p
Figure DE102019220103A1_0043

Die dritte Zeile des obigen umgeformten Maschinenmodells entspricht dann 0 = 3 R I l o o p + d d t { 3 [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c o s ( 3 φ ) ] I l o o p }

Figure DE102019220103A1_0044
mit Iloop(t=0)=0 lautet die Lösung der Gleichung Iloop(t ≥ 0) = Ia + Ib + Ic = 0The third line of the reshaped machine model above then corresponds to 0 = 3 R. I. l O O p + d d t { 3 [ l 0 + 2 m 0 + ( l 3 + 2 m 3 ) c O s ( 3 φ ) ] I. l O O p }
Figure DE102019220103A1_0044
with I loop (t = 0) = 0 the solution to the equation is I loop (t ≥ 0) = Ia + Ib + Ic = 0

Damit ist die dritte Zeile des Gleichungssystems nicht mehr relevant und es ist daher ausreichend, die erste und zweite Zeile des Gleichungssystems zu implementieren und zu lösen: [ V u V v V v V w ] = R [ I a I b ] + d d t ( [ ψ a ψ b ] )

Figure DE102019220103A1_0045
mit ψ a = [ L a ( φ ) M a c ( φ ) ] I a + [ M a b ( φ ) M a c ( φ ) ] I b + ψ m a
Figure DE102019220103A1_0046
ψ b = [ M a b ( φ ) M b c ( φ ) ] I a + [ L b ( φ ) M b c ( φ ) ] ( φ ) I b + ψ m b
Figure DE102019220103A1_0047
This means that the third line of the system of equations is no longer relevant and it is therefore sufficient to implement and solve the first and second lines of the system of equations: [ V u - V v V v - V w ] = R. [ I. a I. b ] + d d t ( [ ψ a ψ b ] )
Figure DE102019220103A1_0045
With ψ a = [ L. a ( φ ) - M. a c ( φ ) ] I. a + [ M. a b ( φ ) - M. a c ( φ ) ] I. b + ψ m a
Figure DE102019220103A1_0046
ψ b = [ M. a b ( φ ) - M. b c ( φ ) ] I. a + [ L. b ( φ ) - M. b c ( φ ) ] ( φ ) I. b + ψ m b
Figure DE102019220103A1_0047

Weiterhin kann die Induktivitätsmatrix Elemente aus Induktivitäten aufweisen, die aus Stranginduktivitäten und Kopplungsinduktivitäten gebildet sind, die jeweils lageabhängig sind, und wobei die Induktivitäten durch Koeffizienten I,m von Harmonischen einer Rotation des elektrischen Lagewinkels definiert sind.Furthermore, the inductance matrix can have elements made of inductances, which are formed from phase inductances and coupling inductances, which are each position-dependent, and the inductances are defined by coefficients I, m of harmonics of a rotation of the electrical position angle.

Insbesondere können die Elemente der Induktivitätsmatrix alle oder zumindest die ersten fünf Harmonischen der Stranginduktivitäten und Kopplungsinduktivitäten zwischen den Phasensträngen berücksichtigen, wobei insbesondere die dritten Harmonischen und Vielfache davon vernachlässigt werden.In particular, the elements of the inductance matrix can take into account all or at least the first five harmonics of the phase inductances and coupling inductances between the phase phases, with the third harmonics and multiples thereof being neglected in particular.

Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Regelung eine Drehzahlregelung, eine Momentenregelung oder eine Flussregelung umfassen.According to further embodiments, the regulation can comprise a speed regulation, a torque regulation or a flux regulation.

Es kann vorgesehen sein, dass die Soll-Klemmenpotenziale als pulsweitenmodulierte Signale zum Ansteuern eines Wechselrichters vorgegeben werden, wobei die Klemmenpotenziale gemessen werden, um mithilfe des Maschinenmodells die Ist- Strangströme zu ermitteln.It can be provided that the target terminal potentials are specified as pulse-width-modulated signals for controlling an inverter, the terminal potentials being measured in order to determine the actual phase currents with the aid of the machine model.

Weiterhin können die Ist- Strangströme verwendet werden, um ein Ist-Motormoment und/oder Ist-Motorflüsse zu ermitteln.Furthermore, the actual phase currents can be used to determine an actual motor torque and / or actual motor flows.

Insbesondere kann das Ist-Motormoment und/oder Ist-Motorflüsse für eine Momentenregelung bzw. eine Flussregelung verwendet werden.In particular, the actual engine torque and / or actual engine flows can be used for torque regulation or flux regulation.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Schaltbilds einer dreiphasigen elektrischen Maschine in Deltaverschaltung mit einer Drehzahlregelung; und
  • 2 ein Flussdiagramm zur Beschreibung des Verfahrens zum Betreiben des Motorsystems.
Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a circuit diagram of a three-phase electrical machine in delta connection with a speed control; and
  • 2 a flow chart describing the method of operating the engine system.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Das Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine wird nachfolgend an einem Beispiel eines Motorsystems 1 mit einem dreiphasigen Synchronmotor in Deltaverschaltung und einer Drehzahlregelung näher beschrieben.The method for operating an electrical machine is described below using an example of a motor system 1 described in more detail with a three-phase synchronous motor in delta connection and speed control.

Das Motorsystem 1 der 1 weist als eine elektrische Maschine eine Synchronmaschine 2 mit einem Stator 21 und einem Läufer 22 auf. Der Stator 21 weist drei in Deltaverschaltung verschaltete Phasenstränge 23 mit Spulenanordnungen auf. Dazu sind die Phasenstränge 23 als Ring verschaltet und jeweils zwischen zwei Spulenanordnungen ist ein entsprechender Klemmenanschluss zum Anlegen eines Klemmenpotenzials vorgesehenThe engine system 1 the 1 has a synchronous machine as an electrical machine 2 with a stator 21 and a runner 22nd on. The stator 21 has three phase lines connected in delta connection 23 with coil arrangements. The phase strands are for this purpose 23 interconnected as a ring and a corresponding terminal connection for applying a terminal potential is provided between each two coil arrangements

Jeder der Phasenstränge 23 wird über eine eigene Inverterschaltung 31 eines Wechselrichters 3 (Leistungstreiber) angesteuert. Der Wechselrichter 3 kann beispielsweise als B6-Wechselrichter ausgebildet sein und jede Inverterschaltung 31 einen Pull-up- 33 und einen Pull-down-Transistor 32 aufweisen. Der Wechselrichter 3 dient dazu, gezielt Klemmenpotenziale Vu, Vv, Vw zum Anlegen an die Phasenstränge 23 gemäß einem Kommutierungsverfahren, wie z.B. einer Blockkommutierung oder einer Sinuskommutierung, anzulegen.Each of the phase strands 23 is via its own inverter circuit 31 of an inverter 3 (Power driver) controlled. The inverter 3 can for example be designed as a B6 inverter and any inverter circuit 31 a pull-up transistor 33 and a pull-down transistor 32. The inverter 3 is used to specifically target terminal potentials Vu, Vv, Vw for application to the phase strands 23 according to a commutation process, such as block commutation or sine commutation.

Das Kommutierungsverfahren kann die Ansteuerung der Phasenstränge 23 mithilfe einer Pulsweitenmodulation mit einem jeweiligen Tastverhältnis vorsehen. Die Ansteuersignale Su, Sv und Sw entsprechen den zuletzt angelegten Klemmenpotentialangaben, mit denen der Wechselrichter 31 angesteuert wurde.The commutation process can control the phase strands 23 provide by means of a pulse width modulation with a respective duty cycle. The control signals S u , S v and S w correspond to the last applied terminal potential information with which the inverter 31 was controlled.

Die Ansteuersignale Su, Sv, Sw werden von einer Steuereinheit 4 bereitgestellt, die den Wechselrichter 3 ansteuert.The control signals Su, Sv, Sw are from a control unit 4th provided that the inverter 3 drives.

Weiterhin kann der Läufer 22 des Synchronmotors 2 mit einem Lagesensor 5 gekoppelt sein, um eine Läuferlage φ (elektrische Läuferlage) und durch zeitliche Ableitung eine Istdrehzahl nist bereitzustellen.Furthermore, the runner can 22nd of the synchronous motor 2 with a position sensor 5 be coupled in order to provide a rotor position φ (electrical rotor position) and an actual speed n ist through time derivation.

Die Steuereinheit 4 kann beispielsweise eine Drehzahlregelung ausführen. Der Drehzahlregelungseinheit 4 wird als Stellgröße eine Solldrehzahl nsoll vorgegeben.The control unit 4th can, for example, perform speed control. The speed control unit 4th a setpoint speed n set is specified as the manipulated variable.

Die Drehzahlregelung in der Steuereinheit 4 verwendet abgeschätzte Ist-Strangströme laist, Ibist, Icist und die Regelabweichung Δn zwischen nsoll und nist gemäß einer Regelungsfunktion.The speed control in the control unit 4th uses estimated actual phase currents laist, Ibist, Icist and the control deviation Δn between n soll and n ist according to a control function.

Die Steuereinheit 4 umfasst ein Differenzglied 41, um die Regelabweichung Δn zu bestimmen. Weiterhin sind eine Soll-Drehmomentbestimmungseinheit 42, die beispielsweise als ein PI-Regler ausgebildet sein kann, zur Bestimmung eines Soll-Drehmoments Msoll als Regelungsstellgröße und eine Soll-Flussbestimmungseinheit 43 zur Bestimmung eines Soll-Motorflusses in an sich bekannterWeise aus dem Soll-Drehmoment Msoll vorgesehen. Hierzu wird auf die Druckschrift QINGFANG TENGI et al., „Current Sensorless Model Predictive Torque Control Based on Adaptive Backstepping Observer for PMSM Drives“, Department of Automation and Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu, 730070 P.R.CHINA verwiesen.The control unit 4th includes a differential term 41 to determine the system deviation Δn. There is also a target torque determination unit 42 , which can be designed as a PI controller, for example, for determining a setpoint torque Msoll as a control variable and a setpoint flow determination unit 43 provided for determining a setpoint motor flux in a manner known per se from the setpoint torque Msoll. For this, reference is made to the publication QINGFANG TENGI et al., “Current Sensorless Model Predictive Torque Control Based on Adaptive Backstepping Observer for PMSM Drives”, Department of Automation and Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu, 730070 PRCHINA.

Die Ist-Strangströme laist, Ibist, Icist werden in einem Strangstromschätzblock 44 gemäß einem Maschinenmodell aus den aktuellen Klemmenpotenzialangaben Su, Sv, Sw der Phasenstränge 23 geschätzt.The actual phase currents laist, Ibist, Icist are stored in a phase current estimation block 44 according to a machine model from the current terminal potential specifications S u , S v , S w of the phase strings 23 estimated.

Weiterhin wird ein Ist-Drehmoment Mist aus den drei geschätzten Ist- Strangströme laist, Ibist und Icist in einem Momentenberechnungsblock 45 geschätzt. Mithilfe eines Flussermittlungsblock 46 werden die Ist-Motorflüsse ermittelt. Hierzu wird auf die Druckschrift QINGFANG TENGI et al., „Current Sensorless Model Predictive Torque Control Based on Adaptive Backstepping Observer for PMSM Drives“, Department of Automation and Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu, 730070 P.R.CHINA verwiesen.Furthermore, an actual torque Mist is made from the three estimated actual phase currents laist, Ibist and Icist in a torque calculation block 45 estimated. Using a flow detection block 46 the actual motor flows are determined. For this, reference is made to the publication QINGFANG TENGI et al., “Current Sensorless Model Predictive Torque Control Based on Adaptive Backstepping Observer for PMSM Drives”, Department of Automation and Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu, 730070 PRCHINA.

Für die Berechnung der Ist- Strangströme laist, Ibist, Icist im Strangstromschätzblock 44 wird das modifizierte Maschinenmodell verwendet.For calculating the actual phase currents laist, Ibist, Icist in the phase current estimation block 44 the modified machine model is used.

Im Kontext einer modellprädiktiven Drehzahlregelung wird das modifizierte Maschinenmodell im Rahmen einer Optimierung eingesetzt, um die optimierten Werte der Klemmenpotentiale für die Ansteuerung des Wechselrichters 3 mithilfe der Klemmenpotenzialangaben Su, Sv, Sw zu finden. Dabei wird als Kostenfunktion ein Abstand zwischen dem Soll- und dem Ist-Drehmoment bzw. den Sollmotorflüssen und den Ist-Motorflüssen minimiert.In the context of a model predictive speed control, the modified machine model is used as part of an optimization in order to obtain the optimized values of the terminal potentials for controlling the inverter 3 can be found using the terminal potential information Su, Sv, Sw. It is used as a cost function a distance between the setpoint and the actual torque or the setpoint motor fluxes and the actual motor fluxes is minimized.

Die Berechnung des Maschinenmodells erfolgt entsprechend u.a. Beschreibung.The calculation of the machine model is carried out according to the description, among other things.

Mithilfe des Flussdiagramms der 2 wird nachfolgend ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Motorsystems 1 beschrieben.Using the flow chart of the 2 The following is an exemplary method of operating the engine system 1 described.

In Schritt S1 wird eine Solldrehzahl nsoll vorgegeben. Die Solldrehzahl nsoll kann beispielsweise eine Stellgröße einer Lage- oder Drehzahlregelung sein.In step S1 a set speed n set is specified. N to the set speed can for example be a command value of a position or speed control.

In Schritt S2 werden ein Soll-Drehmoment und/oder Soll-Motorflüsse aus der Regelabweichung zwischen der Soll-Drehzahl und der gemessenen Ist-Drehzahl ermittelt. Das Soll-Drehmoment stellt ein eine Stellgröße einer Drehzahlregelung dar.In step S2 a setpoint torque and / or setpoint motor flows are determined from the control deviation between the setpoint speed and the measured actual speed. The target torque represents a manipulated variable of a speed control.

In Schritt S3 werden basierend auf den zuletzt angelegten Klemmenpotentialangaben Su, Sv, Sw unter Nutzung des nachfolgend beschriebenen modifizierten Maschinenmodells Ist- Strangströme Iaist, Ibist, Icist abgeschätzt.In step S3 actual phase currents I aist, I bist , I cist are estimated based on the last applied terminal potential information S u , S v , S w using the modified machine model described below.

In Schritt S4 werden ein geschätztes Ist-Drehmoment und geschätzte Ist-Motorflüsse aus den Strangströmen Iaist, Ibist, Icist ermittelt.In step S4 an estimated actual torque and estimated actual motor fluxes are determined from the phase currents I aist, I bist, I cist.

In Schritt S5 wird zur Lösung eines kontinuierlich betriebenen Optimierungsverfahrens eine Kostenfunktion minimiert, um die Klemmenpotenzialangaben zur Ansteuerung des Wechselrichters zu erhalten. Die Kostenfunktion kann einen Abstand zwischen dem Soll-Drehmoment und dem Ist-Drehmoment und/oder einen Abstand zwischen den Soll-Motorflüssen und Ist-Motorflüssen bewerten.In step S5 To solve a continuously operated optimization process, a cost function is minimized in order to obtain the terminal potential information for controlling the inverter. The cost function can evaluate a distance between the setpoint torque and the actual torque and / or a distance between the setpoint motor flows and the actual motor flows.

Die sich aus dem Optimierungsverfahren ergebenden Klemmenpotenzialangaben können in Schritt S6 an den Wechselrichter 3 angelegt werden.The terminal potential information resulting from the optimization process can be found in step S6 to the inverter 3 be created.

Bei der Optimierung werden die optimierten Werte für die Klemmenpotenziale Vu, Vv, Vw gesucht, die zur Minimierung der Kostenfunktion führen. Dabei wird das modifizierte Maschinenmodell in jeder Iteration gelöst. Ist die Kostenfunktion minimal, erreicht das Drehmoment der Maschine bzw. die Motorflüsse den Wert des Soll-Drehmoments bzw. der Soll-Motorflüsse, was bedeutet, dass die Ist-Drehzahl die Soll-Drehzahl erreicht haben sollte.During the optimization, the optimized values for the terminal potentials Vu, Vv, Vw are sought, which lead to the minimization of the cost function. The modified machine model is solved in each iteration. If the cost function is minimal, the torque of the machine or the motor flows reaches the value of the setpoint torque or the setpoint motor flows, which means that the actual speed should have reached the setpoint speed.

Das herkömmliche Maschinenmodell lautet: [ V u V v V v V w V v V u ] = R [ I a I b I c ] + d d t [ [ L a ( φ ) M a b ( φ ) M a c ( φ ) M a b ( φ ) L b ( φ ) M b c ( φ ) M a c ( φ ) M b c ( φ ) L c ( φ ) ] [ I a I b I c ] ] + d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ]

Figure DE102019220103A1_0048
The conventional machine model is: [ V u - V v V v - V w V v - V u ] = R. [ I. a I. b I. c ] + d d t [ [ L. a ( φ ) M. a b ( φ ) M. a c ( φ ) M. a b ( φ ) L. b ( φ ) M. b c ( φ ) M. a c ( φ ) M. b c ( φ ) L. c ( φ ) ] [ I. a I. b I. c ] ] + d d t [ ψ m a ψ m b ψ m c ]
Figure DE102019220103A1_0048

Die herkömmliche Invertierung der obigen Induktivitätsmatrix ist rechenaufwändig und stellt lediglich eine Näherung dar, die lediglich Harmonische bis zur 2.Ordnung berücksichtigt.The conventional inversion of the above inductance matrix is computationally expensive and is only an approximation that only takes harmonics up to the 2nd order into account.

Stattdessen wird nun ein Maschinenmodell verwendet, das lediglich eine 2x2 Matrix verwendet. d d t ( [ d L M a ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) d L M d ( φ ) ] [ I a I b ] ) = [ V u V v V v V w ] R [ I a I b ] d d t [ ψ m a ψ m b ]

Figure DE102019220103A1_0049
mit d L M a ( φ ) = L a ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0050
d L M b ( φ ) = M a b ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0051
d L M c ( φ ) = M a b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0052
d L M d ( φ ) = L b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0053
Instead, a machine model is now used that only uses a 2x2 matrix. d d t ( [ d L. M. a ( φ ) d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) d L. M. d ( φ ) ] [ I. a I. b ] ) = [ V u - V v V v - V w ] - R. [ I. a I. b ] - d d t [ ψ m a ψ m b ]
Figure DE102019220103A1_0049
With d L. M. a ( φ ) = L. a ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0050
d L. M. b ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0051
d L. M. c ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0052
d L. M. d ( φ ) = L. b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0053

Unter der Bedingung, dass lk = mk, k ∉ {0, 3, 6, ...} und aj=0 , j e {3, 6, ... }Under the condition that l k = m k , k ∉ {0, 3, 6, ...} and a j = 0, each {3, 6, ...}

Für die Ermittlung der Strangströme kann dieses dann umgeformt werden: d d t ( [ I a i s t I b i s t ] ) = 1 d L M a ( φ ) d L M d ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) [ d L M d ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) d L M a ( φ ) ] { [ V u V v V v V w ] R [ I a I b ] d d t [ ψ m a ψ m b ] d d t ( [ d L M a ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) d L M d ( φ ) ] ) [ I a i s t I b i s t ] }

Figure DE102019220103A1_0054
This can then be converted to determine the phase currents: d d t ( [ I. a i s t I. b i s t ] ) = 1 d L. M. a ( φ ) d L. M. d ( φ ) - d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) [ d L. M. d ( φ ) - d L. M. b ( φ ) - d L. M. c ( φ ) d L. M. a ( φ ) ] { [ V u - V v V v - V w ] - R. [ I. a I. b ] - d d t [ ψ m a ψ m b ] - d d t ( [ d L. M. a ( φ ) d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) d L. M. d ( φ ) ] ) [ I. a i s t I. b i s t ] }
Figure DE102019220103A1_0054

Mithilfe der Gleichung laist + Ibist +lcist=0 kann der fehlende Ist-Strangstrom Icist berechnet werden.The missing actual phase current Icist can be calculated using the equation laist + Ibist + lcist = 0.

Die resultierende Drehmomentgleichung unter Verwendung der Induktivitätsangaben zur Ermittlung des Ist-Drehmoments Mist aus den geschätzten Ist-Strangströmen Iaist, Ibist, Icist ergibt sich dann zu: M i s t = d ψ m a d φ I a i s t + d ψ m b d φ I b i s t + d ψ m c d φ I c i s t + 1 2 ( d d L M α ( φ ) d φ I a i s t 2 + d d L M β ( φ ) d φ I b i s t 2 + d d L M γ ( φ ) d φ I c i s t 2 )

Figure DE102019220103A1_0055
mit d L M α ( φ ) = ( l 0 m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c o s ( φ ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c o s ( 2 φ ) + ( l 3 m 3 ) c o s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0056
d L M β ( φ ) = ( l 0 m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c o s ( φ 2 π 3 ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c o s [ 2 ( φ 2 π 3 ) ] + ( l 3 m 3 ) c o s [ 3 ( φ 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0057
d L M γ ( φ ) = ( l 0 m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c o s ( φ + 2 π 3 ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c o s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + ( l 3 m 3 ) c o s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0058
The resulting torque equation using the inductance information to determine the actual torque Mist from the estimated actual phase currents I aist, I bist , I cist then results in: M. i s t = d ψ m a d φ I. a i s t + d ψ m b d φ I. b i s t + d ψ m c d φ I. c i s t + 1 2 ( d d L. M. α ( φ ) d φ I. a i s t 2 + d d L. M. β ( φ ) d φ I. b i s t 2 + d d L. M. γ ( φ ) d φ I. c i s t 2 )
Figure DE102019220103A1_0055
With d L. M. α ( φ ) = ( l 0 - m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c O s ( φ ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c O s ( 2 φ ) + ( l 3 - m 3 ) c O s ( 3 φ ) +
Figure DE102019220103A1_0056
d L. M. β ( φ ) = ( l 0 - m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c O s ( φ - 2 π 3 ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c O s [ 2 ( φ - 2 π 3 ) ] + ( l 3 - m 3 ) c O s [ 3 ( φ - 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0057
d L. M. γ ( φ ) = ( l 0 - m 0 ) + ( l 1 + 2 m 1 ) c O s ( φ + 2 π 3 ) + ( l 2 + 2 m 2 ) c O s [ 2 ( φ + 2 π 3 ) ] + ( l 3 - m 3 ) c O s [ 3 ( φ + 2 π 3 ) ] +
Figure DE102019220103A1_0058

Claims (12)

Verfahren zum geregelten Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine (2) mit mehreren in Deltaschaltung verschalteten Phasensträngen (23), mit folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Regelabweichung, - Regeln des Betriebs der elektrischen Maschine (2) abhängig von rechnerisch ermittelten Ist- Strangströmen, um Klemmenpotenzialangaben (Su, Sv, Sw) für die Ansteuerung eines Wechselrichters (3) bereitzustellen, der entsprechend Klemmenpotenziale (Vu, Vv, Vw) an die elektrische Maschine (2) anlegt, wobei die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) mithilfe eines Maschinenmodells abhängig von den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) ermittelt werden, wobei das Maschinenmodell von einer Induktivitätsmatrix abhängt, die magnetische Eigenschaften der elektrischen Maschine so bestimmt, dass durch diese Spannungsdifferenzen zwischen den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) auf die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) abgebildet werden.Method for the controlled operation of a multiphase electrical machine (2) with several phase strings (23) connected in a delta circuit, with the following steps: - Provision of a control deviation, - Control of the operation of the electrical machine (2) depending on computationally determined actual string currents in order to provide terminal potential information (Su, Sv, Sw) for controlling an inverter (3), which applies terminal potentials (Vu, Vv, Vw) to the electrical machine (2), the actual phase currents (I aist, I bist , I cist) ) can be determined with the help of a machine model depending on the terminal potentials (Vu, Vv, Vw), whereby the machine model depends on an inductance matrix that determines the magnetic properties of the electrical machine in such a way that these voltage differences between the terminal potentials (Vu, Vv, Vw) the actual line currents (I aist , I bist , I cist ) are mapped. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Regelung eine Drehzahlregelung, eine Momentenregelung oder eine Flussregelung umfasst.Procedure according to Claim 1 , wherein the regulation comprises a speed regulation, a torque regulation or a flux regulation. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Soll-Klemmenpotenziale als pulsweitenmodulierte Signale zum Ansteuern eines Wechselrichters vorgegeben werden, wobei die Klemmenpotenziale (Vu, Vv, Vw) gemessen werden, um mithilfe des Maschinenmodells die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) zu ermitteln.Procedure according to Claim 1 or 2 , the target terminal potentials being specified as pulse-width modulated signals for controlling an inverter, the terminal potentials (Vu, Vv, Vw) being measured in order to determine the actual phase currents (I aist, I bist , I cist ) using the machine model. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ist- Strangströme (la, Ib, Ic) verwendet werden, um ein Ist-Motormoment (Mist) und/oder Ist-Motorflüsse zu ermitteln.Method according to one of the Claims 1 to 3 Wherein the actual phase currents (Ia, Ib, Ic) are used to an actual engine torque (M) or actual motor flow to determine and /. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ist-Motormoment (Mist) und/oder die Ist-Motorflüsse für eine Momentenregelung bzw. eine Flussregelung verwendet werden.Procedure according to Claim 4 , the actual engine torque (M ist ) and / or the actual engine fluxes being used for a torque control or a flux control. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Induktivitätsmatrix Terme aus Induktivitäten aufweist, die aus Stranginduktivitäten und Kopplungsinduktivitäten gebildet sind, die jeweils läuferlageabhängig sind, und wobei die Induktivitäten durch Koeffizienten von Harmonischen einer Rotation des elektrischen Lagewinkels definiert sind.Method according to one of the Claims 1 to 5 , wherein the inductance matrix has terms of inductances which are formed from phase inductances and coupling inductances, which are each dependent on the rotor position, and the inductances are defined by coefficients of harmonics of a rotation of the electrical position angle. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Induktivitäten alle oder zumindest die ersten zwei, insbesondere die ersten fünf Harmonischen der Stranginduktivitäten und Kopplungsinduktivitäten zwischen den Phasensträngen (23) berücksichtigen, wobei insbesondere die dritten Harmonischen und Vielfache davon vernachlässigt werden.Procedure according to Claim 6 , wherein the inductances take into account all or at least the first two, in particular the first five harmonics of the phase inductances and coupling inductances between the phase phases (23), in particular the third harmonics and multiples thereof being neglected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei für die Regelung Ist-Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) mit Hilfe des modifizierten Maschinenmodells mit invertierter Induktivitätsmatrix ermittelt werden, die in einem Optimierungsproblem zur Ermittlung der Klemmenpotenzialangaben (Su, Sv, Sw) bestimmt werden.Method according to one of the Claims 1 to 7th , whereby for the regulation actual phase currents (I aist, I bist , I cist ) are determined with the help of the modified machine model with inverted inductance matrix, which are determined in an optimization problem for the determination of the terminal potential information (S u , S v , S w ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das verwendete Maschinenmodell die Form aufweist: d d t ( [ d L M a ( φ ) d L M b ( φ ) d L M c ( φ ) d L M d ( φ ) ] [ I a I b ] ) = [ V u V v V v V w ] R [ I a I b ] d d t [ ψ m a ψ m b ]
Figure DE102019220103A1_0059
Mit d L M a ( φ ) = L a ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0060
d L M b ( φ ) = M a b ( φ ) M a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0061
d L M c ( φ ) = M a b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0062
d L M d ( φ ) = L b ( φ ) M b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0063
wobei Vu, Vv, Vw den Klemmenpotenzialen der Phasenstränge, la,lb den Strangströmen, R dem elektrischen Phasenwiderstand, La, Lb, Lc den Stranginduktivitäten, Mab, Mac, Mbc den Kopplungsinduktivitäten, φ der Läuferlage, und Ψma, Ψmb den durch die Rotation des Läufers jeweils induzierten Flüssen entsprechen.
Method according to one of the Claims 1 to 8th , where the machine model used has the form: d d t ( [ d L. M. a ( φ ) d L. M. b ( φ ) d L. M. c ( φ ) d L. M. d ( φ ) ] [ I. a I. b ] ) = [ V u - V v V v - V w ] - R. [ I. a I. b ] - d d t [ ψ m a ψ m b ]
Figure DE102019220103A1_0059
With d L. M. a ( φ ) = L. a ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0060
d L. M. b ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. a c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0061
d L. M. c ( φ ) = M. a b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0062
d L. M. d ( φ ) = L. b ( φ ) - M. b c ( φ )
Figure DE102019220103A1_0063
where Vu, Vv, Vw the terminal potentials of the phase strands, la, lb the phase currents, R the electrical phase resistance, La, Lb, Lc the phase inductances, Mab, Mac, Mbc the coupling inductances, φ the rotor position, and Ψma, Ψmb the rotation of the runner correspond to the respective induced flows.
Vorrichtung, insbesondere Steuereinheit, zum geregelten Betreiben einer mehrphasigen elektrischen Maschine (2) mit mehreren in Deltaschaltung verschalteten Phasensträngen (23), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum: - Ermitteln einer Regelabweichung, und - Regeln des Betriebs der elektrischen Maschine (2) abhängig von rechnerisch ermittelten Ist- Strangströme, um Klemmenpotenzialangaben (Su, Sv, Sw)für die Ansteuerung eines Wechselrichters (3) bereitzustellen, der entsprechend Klemmenpotenziale (Vu, Vv, Vw) an die elektrische Maschine (2) anlegt, wobei die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) mithilfe eines Maschinenmodells abhängig von den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) ermittelt werden, wobei das Maschinenmodell von einer Induktivitätsmatrix abhängt, die magnetische Eigenschaften der elektrischen Maschine so bestimmt, dass durch diese Spannungsdifferenzen zwischen den Klemmenpotenzialen (Vu, Vv, Vw) auf die Ist- Strangströme (Iaist, Ibist, Icist) abgebildet werden.Device, in particular control unit, for the regulated operation of a multiphase electrical machine (2) with several phase strands (23) connected in a delta circuit, the device being designed to: - determine a control deviation, and - regulate the operation of the electrical machine (2) depending on calculated actual string currents to provide terminal potential information (Su, Sv, Sw) for controlling an inverter (3), which applies terminal potentials (Vu, Vv, Vw) to the electrical machine (2), whereby the actual string currents ( I aist, I bist , I cist ) can be determined with the help of a machine model depending on the terminal potentials (Vu, Vv, Vw), the machine model being dependent on an inductance matrix, the magnetic one Properties of the electrical machine are determined in such a way that these voltage differences between the terminal potentials (Vu, Vv, Vw) are mapped onto the actual phase currents (I aist, I bist, I cist ). Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.Computer program which is set up to carry out all the steps of a method according to one of the Claims 1 to 9 to execute. Elektronisches Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.Electronic storage medium on which a computer program is based Claim 12 is stored.
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