DE112013003953T5

DE112013003953T5 - Automatisierte Motoranpassung

Info

Publication number: DE112013003953T5
Application number: DE201311003953
Authority: DE
Inventors: Michael Harke
Original assignee: Danfoss Power Electronics AS
Current assignee: Danfoss Power Electronics AS
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-04-23
Also published as: WO2014024059A3; CN104521132B; WO2014024059A2; US20150177328A1; CN104521132A

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen elektromagnetischer Eigenschaften eines Asynchronmotorsystems wird beschrieben. Eine DC-Sequenz wird angewandt, die DC-Vektoren umfasst, welche wiederum an verschiedene Phasen des Motors angelegt werden. Eine AC-Sequenz wird ebenfalls auf verschiedene Phasen des Motors angewandt, wobei die AC-Sequenz Impulse aufweist, die unterschiedlichen DC-Versatz haben, welche an verschiedene Phasen des Motors angelegt werden. Die DC- und AC-Impulse werden in der Weise angelegt, dass ein erzeugtes Drehmoment minimiert wird. Die erhaltenen Daten werden herangezogen, um die Stator- und Rotorwiderstände des Motors, die Nichtlinearität eines Umrichters des Motorsystems und die nominelle Statortransienten- und Magnetisierungsinduktivität des Motors zu berechnen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zum Bestimmen der elektromagnetischen Eigenschaften eines Asynchronmotors.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
ist ein stark schematisiertes Blockschaltbild, allgemein mit der Referenznummer 1 angegeben, eines bekannten Motorsystems. Das Motorsystem 1 umfasst eine Wechselstrom-(Alternating Current, AC) Kraftquelle 2, einen Gleichrichter 4, einen Gleichstrom-(Direct Current, DC) Zwischenkreiskondensator 6, ein Umrichtermodul 8, einen dreiphasigen Motor 10 und eine Steuerung 12.
Wie in der Technik bekannt, wandelt der Gleichrichter 4 Wechselstrom, der von der Wechselstromkraftquelle 2 bereitgestellt wird, in eine Gleichstromquelle am DC-Zwischenkreiskondensator 6 um. Das Umrichtermodul 8 umfasst mehrere Schaltelemente, typischerweise Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBTs), die verwendet werden, um das DC-Signal am DC-Zwischenkreiskondensator 6 in drei AC-Signale umzuwandeln, die an jede der Phasen des Motors 10 bereitgestellt werden. Die Steuerung 12 stellt Schaltanweisungen für jedes der Schaltelemente des Umrichtermoduls 8 bereit. Somit ist die Steuerung 12 in der Lage, die Frequenz und Phase eines jeden der Signale, die an den Motor 10 bereitgestellt werden, präzise zu steuern.
Die Steuerung 12 kann, zum Beispiel, genutzt werden, den Motor 10 zu steuern, um ein(e) gewünschte(s) Drehzahl und/oder Drehmoment bereitzustellen. Um eine genaue Steuerung zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass die Steuerung 12 die elektromagnetischen Eigenschaften des Motors 10 berücksichtigt.
Ein Verfahren basiert auf der Nutzung von Datenblattinformationen bezüglich des Motors 10. Selbst wenn diese Informationen vorliegen, sind sie jedoch häufig unzureichend präzise und genau, um eine genaue und effiziente Steuerung des Motors 10 zu ermöglichen.
Eine Alternative zum Heranziehen von Datenblattinformationen ist, die Eigenschaften des Motors selbst zu messen. Zum Beispiel ist bekannt, die Steuerung 12 zum Steuern des Einspeisens von Signalen in den Motor 10 heranzuziehen, die Reaktion auf diese Signale zu überwachen und verschiedene Widerstände und Induktivitäten des Motors 10 basierend auf diesen Reaktionen zu schätzen.
In einigen Fällen ist es wünschenswert, große Ströme in den Motor einzuspeisen, um die durch den Umrichter verursachten Nichtlinearitäten zu mildern oder andere Nichtlinearitäten wie magnetische Sättigung zu untersuchen. Das Einspeisen großer Ströme in einen Motor kann eine deutliche Wärmeerzeugung verursachen und zu einer Schädigung des Motors und/oder des Umrichters führen. Außerdem sind einige vorhandene Verfahren zum Gewinnen von Daten bezüglich der Eigenschaften des Motors 10 langsam.
Viele vorhandene Verfahren erfordern, dass der Motor 10 dreht, um die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Motors zu bestimmen. Wenn der Motor 10 in ein System eingebaut ist, kann dies häufig unerwünscht sein. Es wäre daher in einigen Fällen von Vorteil, es zu ermöglichen, solche Daten bei Stillstand des Motors zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung versucht, wenigstens einige der vorstehend skizzierten Probleme zu lösen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, um elektromagnetische Eigenschaften eines Asynchronmotorsystems (zum Beispiel eines mehrphasigen (z.B. dreiphasigen) Asynchronmotorsystems) zu bestimmen, wobei das Verfahren das Anwenden einer DC-Sequenz auf das Motorsystem und das Anwenden einer AC-Sequenz auf das Motorsystem umfasst, wobei die DC-Sequenz das Anwenden einer ersten DC-Sequenz auf eine erste Phase des Motorsystems und das Anwenden einer zweiten DC-Sequenz auf eine zweite Phase des Motorsystems einschließt, und die AC-Sequenz das Anwenden einer AC-Sequenz auf eine dritte und/oder eine vierte Phase des Motorsystems (was die erste bzw. zweite Phase sein kann) einschließt, wobei die erste und zweite DC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Strompegels zum Anlegen an das Motorsystem und Messen des/der elektrischen Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die an das Motorsystem in Reaktion auf das Einstellen des ersten DC-Strompegels angelegt wird/werden; Anpassen des DC-Strompegels, der in der ersten DC-Sequenz angelegt wird, und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die an den Motor in Reaktion auf den angepassten DC-Strompegel angelegt wird/werden; und Wiederholen des Anpassungsund Messschritts, bis die entsprechende DC-Stromsequenz vollständig ist.
Für jeden DC-Strompegel, der während einer der DC-Sequenzen angelegt wird, kann dem Motor Zeit zum Einschwingen gegeben werden, bevor die Spannungsund/oder Strommessungen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann das Verfahren ferner das Überwachen von Strömen umfassen, die an den Motor angelegt werden, um zu bestimmen, wann der angelegte DC-Strompegel eingeschwungen ist. Alternativ könnte eine einfache Verzögerung verwendet werden. Das Bereitstellen einer Verzögerung ist zwar einfacher umzusetzen, aber das Messen, wann das Einschwingen stattgefunden hat, ist wahrscheinlich genauer und schneller.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die AC-Sequenz das Anwenden einer ersten AC-Sequenz auf die dritte Phase des Motorsystems (die mit der ersten Phase identisch sein kann) und das Anwenden einer zweiten AC-Sequenz auf die vierte Phase des Motorsystems (die mit der zweiten Phase identisch sein kann), wobei die erste und zweite AC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Versatzpegels; Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems, wobei die AC-Signale den eingestellten DC-Versatzpegel einschließen, und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), die an das Motorsystem in Reaktion auf die angelegten AC-Signale angelegt werden; Anpassen des DC-Versatzpegels, Anlegen eines oder mehrerer AC-Signals/Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems einschließlich des angepassten DC-Versatzpegels, und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), die an den Motor in Reaktion auf das angelegte Signal angelegt werden; und Wiederholen des Anpassungs- und Messschritts, bis die entsprechende AC-Sequenz vollständig ist.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren bereit, um die elektromagnetischen Eigenschaften eines Asynchronmotorsystems (zum Beispiel eines mehrphasigen (z.B. dreiphasigen) Asynchronmotorsystems) zu bestimmen, wobei das Verfahren das Anwenden einer DC-Sequenz auf das Motorsystem und das Anwenden einer AC-Sequenz auf das Motorsystem umfasst, wobei die DC-Sequenz das Anwenden einer DC-Sequenz auf eine erste und/oder eine zweite Phase des Motorsystems beinhaltet und die AC-Sequenz das Anwenden einer ersten AC-Sequenz auf eine dritte Phase des Motorsystems (die mit der ersten Phase identisch sei kann) und das Anwenden einer zweiten AC-Sequenz auf eine vierte Phase des Motorsystems (die mit der zweiten Phase identisch sein kann) umfasst, wobei die erste und die zweite AC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Versatzpegels; Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems, wobei die AC-Signale den eingestellten DC-Versatzpegel einschließen, und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), die an das Motorsystem in Reaktion auf die angelegten AC-Signale angelegt werden; Anpassen des DC-Versatzpegels, Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems einschließlich des angepassten DC-Versatzpegels, und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), die auf den Motor in Reaktion auf das angelegte Signal angelegt werden; und Wiederholen des Anpassungs- und Messschritts, bis die entsprechende AC-Sequenz vollständig ist.
Das Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems kann das Anlegen eines oder mehrerer Hochfrequenzsignale (typischerweise zum Schätzen transienter Maschineninduktivität verwendet – vielleicht mit einer Frequenz von 4–6 Mal der Nennmaschinenfrequenz), eines Niederfrequenzsignals (typischerweise zum Schätzen gegenseitiger (magnetisierender) Induktivität verwendet) und einer Schlupffrequenz (typischerweise zum Schätzen des Rotorwiderstands verwendet) umfassen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung sind die DC-Offsetpegel der AC-Sequenzen zwischen den Phasen des Motorsystems in der Weise verteilt, dass die Gesamtleistungsverluste in jeder Phase annähernd gleich sind.
Die DC- und AC-Sequenzen können in der Weise angewandt werden, dass ein im Motorsystem erzeugtes Drehmoment minimiert wird (und idealerweise nicht ausreicht, um eine Welle des Motorsystems zu drehen). (Es gibt ein Phänomen, das als Restmagnetismus bezeichnet wird: Das Statoreisen ist ein weiches magnetisches Material und kann leicht magnetisiert werden. Das Anlegen eines Stroms an die Maschine führt zu Restmagnetismus und kann eine geringe Drehmomenterzeugung in der Maschine verursachen. Dies ist unvermeidbar).
Die DC-Sequenz kann ferner das Anwenden einer dritten DC-Sequenz auf eine fünfte Phase des Motorsystems umfassen.
Die AC-Sequenz kann ferner das Anwenden einer dritten AC-Sequenz auf eine sechste Phase des Motorsystems umfassen.
Die Erfindung kann das Heranziehen von Daten umfassen, die durch das Anwenden der DC-Sequenz gewonnen werden, um den Statorwiderstand des Motors und/oder die Nichtlinearität eines Umrichters, der verwendet wird, um den Motor anzutreiben, zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden Daten, die durch das Anwenden der AC-Sequenz gewonnen werden, genutzt, um die nominelle Statortransienteninduktivität, die Magnetisierungsinduktivität und/oder den Rotorwiderstand des Motors zu bestimmen. Wie jedoch durch die 3 und 12, die nachstehend erörtert werden, angedeutet, gibt es eine unendlich große Anzahl von Ersatzschaltkreisen, die durch Anpassen, wie die Streuinduktivität zergliedert ist, erzeugt werden können. Die vorliegende Erfindung kann die Grundparameter der Induktionsmaschine, unabhängig davon, wie diese Grundparameter in einem Ersatzschaltkreis dargestellt sind, identifizieren.
Die erste und zweite Phase des Motorsystems können ausgewählt werden aus: einem positiven Vektor U, einem negativen Vektor U, einem positiven Vektor V, einem negativen Vektor V, einem positiven Vektor W und einem negativen Vektor W.
Die dritte und vierte Phase des Motorsystems können ausgewählt werden aus: einem positiven Vektor U, einem negativen Vektor U, einem positiven Vektor V, einem negativen Vektor V, einem positiven Vektor W und einem negativen Vektor W.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die folgenden schematischen Darstellungen beschrieben, bei denen:
ein Blockschaltbild eines bekannten Motorsystems ist;
ein Flussdiagramm eines Algorithmus gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
ein elektrischer Ersatzschaltkreis eines Asynchronmotors ist;
ein Flussdiagramm einer DC-Sequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
ein Vektordiagramm eines dreiphasigen Asynchronmotors ist;
ein Vektordiagramm eines dreiphasigen Asynchronmotors ist;
ein Detail eines Teils des Flussdiagramms aus zeigt;
ein Blockschaltbild eines Systems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
eine grafische Darstellung angelegter Ströme einer beispielhaften DC-Sequenz zeigt;
eine grafische Darstellung gemessener Ströme und Spannungen einer beispielhaften DC-Sequenz zeigt;
eine beispielhafte U_e-Kurve zeigt;
ein alternativer elektrischer Ersatzschaltkreis eines Asynchronmotors ist;
ein Flussdiagramm einer AC-Sequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
eine grafische Darstellung angelegter Ströme einer beispielhaften AC-Sequenz zeigt;
ein Blockschaltbild eines Ausgleichsmechanismus zeigt, der verwendet werden kann, wenn eine AC-Sequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
ein Blockschaltbild eines alternativen Ausgleichsmechanismus ist; und
ein Blockschaltbild eines weiteren Ausgleichsmechanismus ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus, allgemein mit der Referenznummer 20 angegeben, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Der Algorithmus 20 beginnt bei Schritt 22, wo eine DC-Sequenz ausgeführt wird. Wie nachstehend ausführlich beschrieben, wird die DC-Sequenz verwendet, um die Nichtlinearität des Umrichters 8 zu messen und den äquivalenten Statorwiderstand R_s des Motors 10 zu messen, was resistive Effekte im Umrichter und in der Verkabelung einschließen kann.
Danach fährt der Algorithmus mit Schritt 24 fort, wo eine AC-Sequenz ausgeführt wird. Der Algorithmus 20 endet dann. Wie nachstehend beschrieben, wird die AC-Sequenz verwendet, um die nominelle Statortransienteninduktivität, die Magnetisierungsinduktivität und den Rotorwiderstand des Motors 10 zu messen.
ist ein elektrischer Ersatzschaltkreis eines Asynchronmotors, wie der vorstehend beschriebene Motor 10, bei Stillstand des Motors. Der Ersatzschaltkreis, allgemein mit der Referenznummer 30 angegeben, weist einen Statorwiderstand R_s, eine Statorstreuinduktivität L_sl, eine gegenseitige Induktivität L_h, eine Rotorstreuinduktivität L_rl und einen Rotorwiderstand R_r auf. Die Rotorinduktivität L_r und die Statorinduktivität L_s werden leicht wie folgt berechnet: L_r = L_h + L_rl; und L_s = L_h + L_sl.
Wie vorstehend angegeben, wird die DC-Sequenz 22 verwendet, um den Statorwiderstand R_s zu berechnen. Eine DC-Sequenz wird verwendet, da, bei DC, die im Ersatzschaltkreis 30 dargestellten verschiedenen Induktivitäten sich als Kurzschlüsse verhalten und damit der elektrische Ersatzschaltkreis 30 an den Statorwiderstand R_s angenähert werden kann.
ist ein Flussdiagramm, allgemein mit der Referenznummer 40 angegeben, einer DC-Sequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Der Algorithmus 40 beginnt bei Schritt 42, wo bestimmt wird, welche Phase des Motors 10 zu Heranziehen ist, um Signale in den Motor einzuspeisen. Die drei Phasen (mit u, v und w bezeichnet) eines beispielhaften Motors sind in den 5 und 6 dargestellt. (Zu beachten ist, dass, obwohl dreiphasige Motoren beschrieben werden, das Verfahren nicht auf dreiphasige Maschinen beschränkt ist, sondern auf Maschinen mit mehr oder weniger Phasen angewandt werden kann.)
Wie vorstehend dargestellt, ist es wünschenswert, den Motor 10 im Stillstand zu halten. Hierzu darf kein Nettodrehmoment am Motor erzeugt werden. Dies wird erreicht, indem ein Spannungsvektorwinkel in eine Richtung an den Motor angelegt wird, da ein Drehmoment erzeugt wird, wenn der Spannungsvektorwinkel sich dreht.
Wie nachstehend ausführlich beschrieben, wird die Spannungsvektorrichtung während des Messvorgangs verändert, was jedoch nur geschieht, wenn die Spannungsvektorgröße Null ist und nachdem der Motor entmagnetisiert worden ist. (Es kann zum Beispiel angenommen werden, dass der Motor ausreichend entmagnetisiert worden ist, nachdem ein Null-Spannungsvektor für eine bestimmte Zeit angelegt worden ist. Der Motorstrom kann auch auf einen Null-Befehl geregelt werden, in welchem Fall der Spannungsvektor sich anpasst, um den Statorstrom auf Null zu fahren).
ist ein Vektordiagramm des dreiphasigen Asynchronmotors 10, wobei ein positiver Spannungsvektor U angelegt wird. Um einen positiven Phasenstromvektor u(I_su) anzulegen, wird ein positiver Spannungsvektor U angelegt (der anzeigt, dass ein Strom in den Motor durch die u-Phasenverbindung fließt). Wie in Abbildung 5 gezeigt, müssen, falls ein Strom in den Motor durch die u-Phasenverbindung fließt, Ströme aus dem Motor durch die Phasen v und w des Motors herausfließen (so dass negative Stromvektoren I_sv und I_sw bereitgestellt werden).
Der Phaseneinstellschritt 42 des Algorithmus 40 kann eine von sechs Vektorrichtungen, die an den Motor 10 angelegt werden, auswählen. Der in gezeigte positive Vektor U ist eine Option. Eine zweite Option ist ein negativer Vektor U wie in gezeigt. Wie in dargestellt, bewirkt ein negativer Vektor U, dass Strom in den Motor 10 durch die v- und w-Phasenverbindungen (positive I_sv und I_sw) fließt und bewirkt, dass ein Strom aus der u-Phasenverbindung (negative I_su) fließt.
Zusätzlich zu positiven und negativen Vektoren U kann der Schritt 42 einen positiven Vektor V, einen negativen Vektor V, einen positiven Vektor W und einen negativen Vektor W auswählen. Die Ströme, die während der Testphase im Motor 10 fließen, können sehr groß sein. In jedem Test fließt der gesamte Strom durch eine der Phasenverbindungen des Motors, und die Hälfte des Stroms fließt durch jede der anderen beiden Phasenverbindungen (bei einem dreiphasigen Motor). Durch Ändern der Phasenverbindung, die den gesamten Teststrom führt, kann die in einer bestimmten Phase des Umrichters 8 und des Motors 10 erzeugte Wärme über die gesamte Sequenz hinweg verringert werden. Dies mindert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Umrichters 8 und/oder des Motors 10 während der Testmessungen und mindert auch die Auswirkung der Wärme auf die erhaltenen Messungen, wobei gleichzeitig mehrere Messungen erhalten werden können, so dass eine Durchschnittsschätzung erhalten werden kann.
Nachdem bei Schritt 42 die Phase eingestellt worden ist, fährt der Algorithmus 40 mit Schritt 44 fort, wo ein DC-Verfolgungsschritt angelegt wird. Der DC-Verfolgungsschritt 44 legt eine Anzahl verschieden großer Vektoren an den Motor 10 an.
ist ein Flussdiagramm, das ausführlicher den DC-Verfolgungsschritt 44 des DC-Sequenzalgorithmus 40 zeigt. Der DC-Verfolgungsschritt 44 beginnt bei Schritt 52, wo ein Strombefehl eingestellt wird. In dem Fall, dass ein positiver Vektor U angelegt wird (wie in dargestellt), definiert der Befehlseinstellschritt 52 die Größe des angelegten Stromvektors I_su.
Dann wird bei Schritt 54 dem Stromvektor Zeit zum Einschwingen gegeben. Der Schritt 54 kann implementiert werden, indem eine angemessene Verzögerung bereitgestellt wird. Alternativ, wie nachstehend weiter beschrieben, kann der Stromvektor in der Weise gemessen werden, dass eine Entscheidung hinsichtlich des Zeitpunkts, wann der Stromvektor eingeschwungen ist, getroffen werden kann. Das Bereitstellen eines Messschritts erhöht die Genauigkeit und erhöht potentiell die Geschwindigkeit, mit der Messungen durchgeführt werden können, indem unnötige Verzögerungen beim Warten auf das Einschwingen der Ströme, wenn sie tatsächlich bereits eingeschwungen sind, vermieden werden.
Nachdem der Stromvektor eingeschwungen ist, werden sowohl die Stromgröße als auch die anwandten Spannungsmessungen bei Schritt 56 gespeichert.
Abschließend wird bei Schritt 58 bestimmt, ob es für den betroffenen Phasenvektor weitere anzulegende Strompegel gibt. Ist dies der Fall, kehrt der DC-Verfolgungsschritt 44 zu Schritt 52 zurück, wo ein anderer Stromvektor angelegt wird. Ist dies nicht der Fall, dann ist der Schritt 44 abgeschlossen, und der Algorithmus 40 wird mit Schritt 46 fortgesetzt.
Bei Schritt 46 des Algorithmus 40 wird bestimmt, ob Testvektoren an weitere Phasen des Motors anzulegen sind. Ist dies der Fall, kehrt der Algorithmus 40 zu Schritt 42 zurück, wo eine andere Phase ausgewählt wird. Der DC-Verfolgungsschritt 44 wird dann für diese Phase wiederholt, und ein weiterer Datensatz wird gespeichert (bei Schritt 56). Ist dies nicht der Fall, wird der Algorithmus mit Schritt 48 fortgesetzt.
Bei Schritt 48 werden die bei jeder Instanz des Schritts 56 des DC-Verfolgungsschritts 44 gesammelten Daten herangezogen, um den Statorwiderstand R_s des Motors 10 zu bestimmen. Abschließend werden bei Schritt 49 die Kurven R_s und U_edes Motors gespeichert.
ist ein stark schematisiertes Blockschaltbild eines Motorsystems, allgemein mit der Referenznummer 60 angegeben, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Motorsystem 60 weist den Umrichter 8 und den Motor 10 des vorstehend beschriebenen Motorsystems 1 auf. Weiterhin umfasst das System 60 ein DC-Verfolgungserzeugungsmodul 61, eine Proportional-Integral-(PI) Steuerung 62, ein Pulsbreitenmodulations-(Pulse Width Modulation, PWM) Modul 63 und einen DC-Verfolgungseinschwingdetektor 64 auf. Die Module 61, 62, 63 und 64 sind Teil der Steuerung 12 des Systems 10, das vorstehend beschrieben wird. Eine AC-Kraftquelle, ein Gleichrichter und ein DC-Zwischenkreiskondensator (wie in dargestellt) würden typischerweise in dem System 60 eingeschlossen sein, sind jedoch in nicht dargestellt.
Das DC-Verfolgungserzeugungsmodul 61 hat einen Ausgang, der an einen ersten Eingang der PI-Steuerung 62 gekoppelt ist. Die PI-Steuerung hat einen zweiten Eingang, der Daten bezüglich der Strompegel in jedem der drei Phaseneingänge zum Motor 10 empfängt. Die PI-Steuerung 62 hat einen Eingang, der ein Spannungssignal an die PWM-Steuerung 63 bereitstellt. Die PI-Steuerung 62 stellt die Spannung so ein, dass der vom Umrichter 8 an den Motor 10 abgegebene Strom der Anforderung des DC-Verfolgungserzeugungsmoduls 61 entspricht.
Der DC-Verfolgungseinschwingdetektor 64 hat einen ersten Eingang, der an den Eingang der PI-Steuerung 62 gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, der an den Ausgang der PI-Steuerung gekoppelt ist.
Das DC-Verfolgungserzeugungsmodul 61 wird verwendet, um Schritt 52 des DC-Verfolgungsalgorithmus 44 (d.h. Einstellen des Stroms, der an eine ausgewählte Phase des Motors 10 anzulegen ist) auszuführen. Der DC-Verfolgungseinschwingdetektor 64 bestimmt, wann der Strombefehl eingeschwungen ist, und kann daher verwendet werden, um den Schritt 54 des vorstehend beschriebenen DC-Verfolgungsalgorithmus 44 auszuführen.
zeigt eine grafische Darstellung, allgemein mit der Referenznummer 65 angegeben, angelegter Ströme einer beispielhaften DC-Sequenz. Die grafische Darstellung 65 zeigt den Strom in jeder der drei Phasen des Motors 10. Ein erster Impuls 66 wird an die Phase u des Motors 10 angelegt. Der erste Impuls 66 ist ein positiver U-Impuls, und kleinere negative V-Impulse und negative W-Impulse (allgemein mit der Referenznummer 67 angegeben) treten zur selben Zeit auf (so dass der an den Motor angelegte Gesamtstrom sich somit auf Null beläuft). Ein zweiter Impuls 68 wird an die Phase v des Motors 10 angelegt, und schließlich wird ein dritter Impuls 69 an die Phase w des Motors angelegt.
Somit zeigt die grafische Darstellung 65 eine beispielhafte Implementierung des Algorithmus 40. Der Algorithmus 40 beginnt bei Schritt 42, wo eine Phase des Motors ausgewählt wird (anfänglich Phase u in der grafischen Darstellung 65). Danach wird eine DC-Verfolgung angewandt (Schritt 44). Die DC-Verfolgung beginnt mit einem großen Strom, und der Strom wird fortlaufend verringert, bis er Null erreicht.
Wie in dargestellt, umfasst der Impuls 66 eine Reihe von Schritten. Jeder Schritt des Impulses 66 entspricht einem Strom, der in dem Strombefehlsschritt 52 des Algorithmus 44 eingestellt ist. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf beschrieben, wird der Strombefehl durch das DC-Verfolgungserzeugungsmodul 61 eingestellt und darf einschwingen (Schritt 54 des Algorithmus 44). Nachdem der Strom eingeschwungen ist, werden Strom- und Spannungsausgänge des Umrichters 8 gemessen und gespeichert (Schritt 56 des Algorithmus 44) und der Strombefehl angepasst.
Nachdem der Strom auf Null reduziert worden ist (so dass der Impuls 66 vollständig ist), wird der Strom in allen drei Phasen des Motors für eine kurze Verweilzeit auf Null gehalten, bevor der nächste Impuls angelegt wird. Das Bereitstellen einer Verweilzeit gewährleistet, dass der Magnetisierungsfluss im Motor auf Null zurückgeht, bevor die nächsten Impulse angelegt werden. Ist die Verweilzeit zu kurz, bleibt der Rotorfluss in der Maschine, und das Anlegen des nächsten Impulses würde einen Statorfluss bewirken, der mit dem Rotorfluss zusammenwirkt, was zu einer Drehmomenterzeugung im Motor führt.
Wenn die Verweilzeit beendet ist, fährt der Algorithmus 40 mit Schritt 46 fort, wo bestimmt wird, dass weitere Phasen zu testen sind. Der Algorithmus 40 kehrt dann zu Schritt 42 zurück, wo die Phase v ausgewählt wird. Der Impuls 68 wird an den Motor 10 in ähnlicher Weise wie der Impuls 66 angelegt. Nachdem der Impuls 68 angelegt worden ist, wird der Impuls 69 angelegt. Nachdem der Impuls 69 angelegt worden ist, fährt der Algorithmus 40 mit den Schritten 48 und 49 fort, wo der Statorwiderstand und die Kurvendaten U_ebestimmt und gespeichert werden (wie nachstehend weiter beschrieben).
Um den Antrieb und Motor zu schützen, ist die Menge des angelegten Stroms beschränkt. Dies kann als der untere Nennantriebs- oder -motorstrom oder ein Faktor davon (z.B. 80% des Nennantriebsstroms und 90% des Nennmotorstroms) angegeben werden. Die resultierende Spannung, die erforderlich ist, um diesen Strom zu regulieren, ist typischerweise relativ gering im Vergleich zu den Nennmotor- und -antriebsspannungen, da die Maschinenimpedanz bei einer Erregung dc niedrig ist (nur R_s) und es bei Stillstand keine gegenelektromotorische Kraft gibt.
Wie vorstehend beschrieben, können DC-Verfolgungsdaten für alle Phasen des Motors 10 (d.h. positive U, negative U, positive V, negative V, positive W und negative W) gesammelt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung werden DC-Verfolgungsdaten jedoch nur für eine Teilmenge davon gesammelt. Zum Beispiel können nur drei der Vektoren verwendet werden, etwa die positiven U-, positiven V- und positiven W-Richtungen. Tatsächlich werden die in dargestellten beispielhaften Ströme nur an die positiven U-, positiven V- und positiven W-Phasen angelegt.
Wie vorstehend bei Schritt 48 beschrieben, werden die an jeder Instanz des Schritts 56 des DC-Verfolgungsschritts 44 gesammelten Daten herangezogen, um den Statorwiderstand R_s des Motors 10 zu bestimmen, und bei Schritt 49 werden die Kurven R_s und U_e für den Motor 10 gespeichert.
zeigt eine grafische Darstellung, allgemein mit der Referenznummer 70 angegeben, gemessener Ströme und Spannungen wie bei Schritt 56 der vorstehend beschriebenen DC-Sequenz gespeichert. Die grafische Darstellung besteht aus dem Durchschnitt der Daten für 3 Verfolgungen, eine für jede Phase der Maschine in der positiven Richtung. Die grafische Darstellung schließt einen nichtlinearen Abschnitt (allgemein mit der Referenznummer 72 angegeben) und einen linearen Abschnitt (allgemein mit der Referenznummer 74 angegeben) ein. Die Statorwiderstandsschätzung für den Testmotor wird bestimmt, indem Daten zur linearen Regression der DC-Sequenz bei höheren Strompegeln (d.h. im linearen Bereich) herangezogen werden, um die Neigung (Widerstand) zu bestimmen. Die Schätzung des Statorwiderstands kann auch mittels nichtlinearer Regressionsanalyse der Daten durchgeführt werden. Zum Beispiel könnten die Daten auf die nichtlineare Funktion
angepasst werden, um die Parameter v_drop, k und r_s zu bestimmen.
zeigt eine beispielhafte Kurve U_e, die allgemein mit der Referenznummer 80 angegeben ist. Die Kurve U_e ist lediglich das Residuum, das nach Abzug des resistiven Spannungsabfalls von den Verfolgungsdaten übrig bleibt.
Ue = V(I) – Rhat·I, wobei Rhat (R, ^) der geschätzte Statorwiderstand ist, der über die Regressionsanalyse bestimmt wird.
Wie vorstehend beschrieben, weist der Algorithmus 20 einen DC-Sequenzschritt 22 und einen AC-Sequenzschritt 24 auf. Der DC-Sequenzschritt 22 ist vorstehend unter Bezugnahme auf die 4–11 beschrieben worden. Der AC-Sequenzschritt 24 wird nachstehend beschrieben.
Die AC-Sequenz wird verwendet, um die nominelle Transienteninduktivität, die magnetisierende Statorinduktivität und den Rotorwiderstand zu messen. Die nominelle Statorinduktivität ist die Summe der Hauptinduktivität L_h und der Statorstreuinduktivität L_sl, wie in dem vorstehend beschriebenen Ersatzschaltkreis 30 gezeigt.
ist ein transformierter elektrischer Ersatzschaltkreis eines Motors bei Stillstand, wobei sich die Werte auf die Statorseite beziehen, die in dem nachstehend beschriebenen AC-Sequenzschritt verwendet wird. Der Ersatzschaltkreis, allgemein mit der Referenznummer 85 angegeben, weist einen Statorwiderstand R_s, eine Statorbezugsinduktivität L_s', eine Hauptbezugsinduktivität L_h' und einen Bezugsrotorwiderstand R_r' auf, wobei:
ist ein Flussdiagramm, allgemein mit der Referenznummer 90 angegeben, einer AC-Sequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Der Algorithmus 90 beginnt bei Schritt 92, wo bestimmt wird, welche Phase des Motors 10 zu verwenden ist, um Signale in den Motor einzuspeisen (z.B. die Phasen u, v und w wie vorstehend beschrieben). In ähnlicher Weise wie beim DC-Sequenzalgorithmus 40, wird die AC-Sequenz auf verschiedene Phasen des Motors angewandt, um Wärme um den Umrichter 8 und den Motor 10 über die gesamte AC-Sequenz hinweg zu verteilen.
Nachdem die Phase bei Schritt 92 eingestellt worden ist, fährt der Algorithmus 90 mit Schritt 94 fort, wo ein DC-Pegel eingestellt wird. Danach, bei Schritt 96, wird ein AC-Signal, dessen DC-Versatz in Schritt 94 eingestellt wurde, an die bei Schritt 92 ausgewählte Motorphase angelegt. Es werden drei grundlegende AC-Signale verwendet. Zuerst wird ein Hochfrequenzsignal eingespeist, um die Transienteninduktivität der Maschine zu schätzen. Zweitens wird eine Niederfrequenzeinspeisung verwendet, um die gegenseitige (magnetisierende) Induktivität zu schätzen. Schließlich wird die Schlupffrequenz eingespeist, um den Rotorwiderstand zu schätzen. Die Kurve U_e, die in der DC-Sequenz bestimmt wurde, kann herangezogen werden, um die Nichtlinearität des Umrichters in jeder Befehlsspannung (Vorwärtskopplungsausgleich – zum Beispiel wie in gezeigt), die zum Verarbeiten genutzte Rückkopplungsspannung (Rückwärtsentkopplungsausgleich – zum Beispiel wie in gezeigt) oder eine Kombination davon (zum Beispiel wie in gezeigt) zu kompensieren. Natürlich könnten viele Regleranordnungen außer den in den 15 bis 17 dargestellten verwendet werden.
Der Stromregler besitzt die Eigenschaft, dass er sowohl eine DC- als auch eine AC-Wellenform regulieren kann. Bei niedrigen Einspeisungsfrequenzen ist der in der DC-Sequenz verwendete PI-Regler 62 angemessen. Bei Einspeisung hoher Frequenzen könnte jedoch ein resonanter Stromregler eingesetzt werden, um die Größe der AC-Menge zu erhöhen.
Eine Anzahl von Strom- und/oder Spannungsmessungen wird bei Schritt 98 vorgenommen und gespeichert, um Berechnungen zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen. Die angelegten oder gemessenen Spannungen und die gemessenen Ströme werden in einer diskreten Fourier-Transformation (Discrete Fourier Transform, DFT) einer Einzelfrequenz verarbeitet, um die Größe und Phase der Spannung und des Stroms bei der Einspeisungsfrequenz zu bestimmen. Die Größe der Spannung, die Größe des Stroms und die Phase des Stroms relativ zur Spannung werden für Berechnungen gespeichert.
Der Algorithmus fährt mit Schritt 100 fort, wo bestimmt wird, ob AC-Signale mit unterschiedlichem DC-Versatz an die Motorphase, die bei Schritt 92 ausgewählt wird, angelegt werden sollen. Falls mehr DC-Schritte anzuwenden sind, kehrt der Algorithmus 90 zu Schritt 94 zurück, wo ein weiterer DC-Pegel ausgewählt wird. Ist dies nicht der Fall, fährt der Algorithmus 90 mit Schritt 102 fort.
Bei Schritt 102 wird bestimmt, ob AC-Signale an andere Phasen des Motors anzulegen sind oder nicht. Ist dies der Fall, kehrt der Algorithmus 90 zu Schritt 92 zurück, wo eine weitere Phase ausgewählt wird. Ist dies nicht der Fall, fährt der Algorithmus 90 mit Schritt 104 fort.
Bei Schritt 104 werden die in jeder Instanz von Schritt 98 des Algorithmus 99 gespeicherten Ströme und Spannungen herangezogen, um die Transienteninduktivität, die gegenseitige Induktivität und die Rotorwiderstände des Motors 10 zu berechnen.
Die Transienteninduktivität kann aus dem Verhältnis der Größe der angelegten Spannung zum Strom multipliziert mit der Frequenz, die der angelegten Spannung um 90 Grad nacheilt, bestimmt werden. Nachdem die Transienteninduktivität bestimmt ist, kann die dynamische gegenseitige Induktivität bestimmt werden. Die dynamische gegenseitige Induktivität ist das Verhältnis der Größe der magnetisierenden Spannung (angelegte Spannung minus IR-Abfall und Transientenimpedanzabfall) zum Strom multipliziert mit der Frequenz, die der magnetisierenden Spannung um 90 Grad nacheilt.
Um die Statorinduktivität zu bestimmen, wird die gegenseitige Induktivität über den Strom integriert, um zu dem Magnetisierungsfluss zu gelangen. Ψ_h ^' = ∫DL_h ^'dIsV_A0
Die gegenseitige Induktivität wird dann berechnet aus dem Magnetisierungsfluss:
Danach wird die Statorinduktivität bestimmt, indem die Transienteninduktivität zur gemeinsamen Induktivität addiert wird: L_s = L_h ^' + L_s ^'
Die Nennstatorinduktivität wird durch Bestimmen des Stroms bestimmt, der erforderlich ist, um den Nennstatorfluss (anhand der Typenschildangaben bestimmt) zu erreichen, und durch Identifizieren der entsprechenden Statorinduktivität bei diesem Strompegel. Ψ_s = L_s·IsV_A0
Der Rotorwiderstand ist die ergänzende Berechnung zur Berechnung der dynamischen gegenseitigen Induktivität. Es ist das Verhältnis der Größe der magnetisierenden Spannung (angelegte Spannung minus IR-Abfall und Transientenimpedanzabfall) zum Strom, der phasengleich mit der magnetisierenden Spannung ist.
zeigt eine grafische Darstellung des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit, allgemein mit der Referenznummer 110 angegeben, angelegter Ströme einer beispielhaften AC-Sequenz. Die grafische Darstellung 110 zeigt den Strom in jeder der drei Phasen des Motors 10. Eine erste AC-Sequenz 112 wird auf die Phase u des Motors 10 angewandt. Der erste Impuls 112 ist ein positiver Impuls U, und kleinere negative V und negative W Sequenzen (allgemein mit der Referenznummer 114 angegeben) treten zur selben Zeit auf (so dass sich der an den Motor angelegte Gesamtstrom auf Null beläuft). Eine zweite AC-Sequenz 116 wird auf die Phase v des Motors 10 angewandt, und schließlich wird eine dritte AC-Sequenz 118 auf die Phase w des Motors angewandt.
Die grafische Darstellung 110 zeigt eine beispielhafte Implementierung des Algorithmus 90. Der Algorithmus 90 beginnt bei Schritt 92, wo eine Phase des Motors ausgewählt wird (anfänglich Phase u in der grafischen Darstellung 110). Danach wird wiederum eine Anzahl unterschiedlicher DC-Versatzpegel ausgewählt (Implementieren der Schritte 94 bis 100 des Algorithmus 90). Nachdem die AC-Sequenz für die positive Phase U vollständig ist, werden AC-Sequenzen nacheinander auf die positive Phase V und die positive Phase W angewandt. In einigen Implementierungen der Erfindung könnten auch AC-Sequenzen auf eine oder mehrere der negativen Phasen U, V und W angewandt werden.
Zu beachten ist, dass, ebenso wie der vorstehend beschriebene DC-Sequenzalgorithmus, sobald der Strom nach Abschluss einer AC-Sequenz auf Null reduziert ist, der Strom in allen drei Phasen des Motors für eine kurze Verweilzeit auf Null gehalten wird, bevor ein Impuls einer anderen Phase des Motors angelegt wird. Wie vorstehend beschrieben, gewährleistet das Bereitstellen einer Verweilzeit, dass die Magnetflüsse im Motor auf Null verringert werden, bevor die nächsten Impulse angelegt werden. Ist die Verweilzeit zu kurz, verbleibt der Rotorfluss in der Maschine, und das Anlegen des nächsten Impulses würde einen Statorfluss bereitstellen, der mit dem Rotorfluss interagieren würde, was zu einer Drehmomenterzeugung im Motor führt.
Die dritte AC-Sequenz 118 der grafischen Darstellung 110 weist einen ersten Teil 119 mit einem DC-Versatz von etwa 63% des zulässigen DC-Stroms, einen zweiten Teil 120 mit einem DC-Versatz von etwa 75%, einen dritten Teil 121 mit einem DC-Versatz von etwa 38% und einen vierten Teil mit einem DC-Versatz von etwa 25% auf. Insgesamt werden die Strompegel in der Weise gewählt, dass der resistive Leistungsverlust (I²R) in jeder Phase über die gesamte Sequenz hinweg ausgeglichen wird.
Wie in gezeigt, beginnt der erste Teil 119 mit einem Hochfrequenzteil, der eine Hochfrequenzeinspeisung mit dem vorgesehenen DC-Versatz bereitstellt. Hiernach erfolgt eine Niederfrequenzeinspeisung. Der zweite Teil 120 und der dritte Teil 121 sind mit einem anfänglichen Hochfrequenzteil und einem nachfolgenden Niederfrequenzteil ähnlich strukturiert. Der vierte Teil 122 ist bei der Nennschlupffrequenz der Maschine.
Wie vorstehend beschrieben, wird die AC-Sequenz verwendet, um die Transienteninduktivität, die gegenseitige Induktivität und den Rotorwiderstand zu schätzen, und besteht aus drei Teilen, die in beliebiger Reihenfolge ausgeführt und miteinander kombiniert werden könnten. Die Tests werden bei unterschiedlichen DC-Pegeln in der Weise durchgeführt, dass die Sättigung der gegenseitigen Induktivität charakterisiert werden kann. Der erste Teil besteht aus der Hochfrequenzeinspeisung, die typischerweise in der Größenordnung des Vier- bis Sechsfachen der Nennmaschinenfrequenz liegen könnte und herangezogen wird, um die Transienteninduktivität zu schätzen. Der zweite Teil besteht aus einem Niederfrequenzteil, der herangezogen wird, um die dynamische gegenseitige Induktivität zu messen. Diese wird dann integriert und die Transienteninduktivität einbezogen, um zur Statorinduktivität zu gelangen. Der dritte Teil ist eine Mittelfrequenzeinspeisung mit der Nennschlupffrequenz und wird herangezogen, um den Rotorwiderstand zu schätzen. Der dritte Teil wird bei einem Strom der Größenordnung von 25% des Nennmaschinenstroms durchgeführt.
Wie in gezeigt, haben die AC-Sequenzen 112, 116 und 118 jeweils drei Sequenzen bei unterschiedlichen DC-Pegeln, die einen Hochfrequenzteil und einen Niederfrequenzteil sowie eine vierte Frequenz mit einem Mittelfrequenzsignal umfassen. Die in gezeigten neun DC-Pegel des ersten und des zweiten Teils sind über die drei Maschinenphasen in der Weise verteilt, dass die Gesamtleistungsverluste für jede Phase annähernd gleich sind. Die Pegel werden in jeder Phase in der Weise sequenziert, dass der zweite Pegel der höchste und der dritte Pegel der niedrigste ist, so dass die Verweilzeit und der Übergang zwischen den Phasen minimiert werden. Der dritte Teil wird so eingefügt, dass entweder der letzte oder zweitletzte Pegel für jede Phase in Abhängigkeit von den DC-Pegeln. Obwohl neun DC-Pegel, die über drei Phasen des Motorsystems verteilt sind, in der hier beschriebenen beispielhaften Ausführung ausgewählt werden, könnte die vorliegende Erfindung natürlich mit einer beliebigen Anzahl von DC-Pegeln, einschließlich Nichtvielfache von drei (wie acht oder zehn DC-Pegel) implementiert werden. Das Ziel ist, die Verluste auszugleichen und dennoch hochwertige Messungen zu erhalten.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden nur als Beispiel bereitgestellt. Der Fachmann wird einsehen, dass viele Modifikationen, Änderungen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Patentansprüche der vorliegenden Erfindung sollen alle derartigen Modifikationen, Änderungen und Ersetzungen, die in das Wesen und den Schutzbereich der Erfindung fallen, abdecken.

Claims

Verfahren zum Bestimmen elektromagnetischer Eigenschaften eines Asynchronmotorsystems, wobei das Verfahren das Anwenden einer DC-Sequenz auf das Motorsystem und das Anwenden einer AC-Sequenz auf das Motorsystem umfasst, wobei die DC-Sequenz das Anwenden einer ersten DC-Sequenz auf eine erste Phase des Motorsystems und das Anwenden einer zweiten DC-Sequenz auf eine zweite Phase des Motorsystems einschließt und die AC-Sequenz das Anwenden einer AC-Sequenz auf eine dritte und/oder vierte Phase des Motorsystems einschließt, wobei die erste und zweite DC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Strompegels zum Anlegen an das Motorsystem und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die an das Motorsystem in Reaktion auf das Einstellen des ersten DC-Strompegels angelegt wird/werden; Anpassen des angelegten DC-Strompegels und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die auf den Motor in Reaktion auf den angepassten DC-Strompegel angelegt wird/werden; und Wiederholen des Anpassungs- und Messschritts, bis die entsprechende DC-Sequenz vollständig ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei für jeden DC-Strompegel, der während einer der DC-Sequenzen angelegt wird, dem Motor Zeit zum Einschwingen gegeben wird, bevor die Spannungs- und/oder Strommessungen vorgenommen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 2, ferner umfassend Überwachungsströme, die an den Motor angelegt werden, um zu bestimmen, wann der angelegte DC-Strompegel eingeschwungen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die AC-Sequenz das Anwenden einer ersten AC-Sequenz auf die dritte Phase des Motorsystems und das Anwenden einer zweiten AC-Sequenz auf die vierte Phase des Motorsystems einschließt, wobei die erste und zweite AC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Versatzpegels; Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems, wobei die AC-Signale den eingestellten DC-Versatzpegel und das Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en) einschließen, der/die an das Motorsystem in Reaktion auf die angelegten AC-Signale angelegt wird/werden; Anpassen des DC-Versatzpegels, Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems einschließlich des angepassten DC-Versatzpegels und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die an den Motor in Reaktion auf das angelegte Signal angelegt wird/werden; und Wiederholen des Anpassungs- und Messschritts, bis die entsprechende AC-Sequenz vollständig ist.
Verfahren zum Bestimmen elektromagnetischer Eigenschaften eines Asynchronmotorsystems, wobei das Verfahren das Anwenden einer DC-Sequenz auf das Motorsystem und das Anwenden einer AC-Sequenz auf das Motorsystem umfasst, wobei die DC-Sequenz das Anwenden einer DC-Sequenz auf eine erste und/oder eine zweite Phase des Motorsystems einschließt und die AC-Sequenz das Anwenden einer ersten AC-Sequenz auf eine dritte Phase des Motorsystems und das Anwenden einer zweiten AC-Sequenz auf eine vierte Phase des Motorsystems einschließt, wobei die erste und zweite AC-Sequenz jeweils umfassen: Einstellen eines ersten DC-Versatzpegels; Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems, wobei die AC-Signale den eingestellten DC-Versatzpegel und das Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en) einschließen, der/die an das Motorsystem in Reaktion auf die angelegten AC-Signale angelegt wird/werden; Anpassen des DC-Versatzpegels, Anlegen eines oder mehrerer Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems einschließlich des angepassten DC-Versatzpegels und Messen des/der Stroms/Ströme und/oder der Spannung(en), der/die an den Motor in Reaktion auf das angewandte Signal angelegt wird/werden; und Wiederholen des Anpassungs- und Messschritts, bis die entsprechende AC-Sequenz vollständig ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei das Anlegen eines oder mehrerer AC-Signale an die entsprechende Phase des Motorsystems das Anlegen eines oder mehrerer Hochfrequenzsignale, eines Niederfrequenzsignals und einer Schlupffrequenz umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die DC-Versatzpegel der AC-Sequenzen über die Phasen des Motorsystems in einer Weise verteilt sind, dass die Gesamtleistungsverluste in jeder Phase annähernd gleich sind.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die DC- und AC-Sequenzen in der Weise angewandt werden, dass ein im Motorsystem erzeugtes Drehmoment minimiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die DC-Sequenz ferner das Anwenden einer dritten DC-Sequenz auf eine fünfte Phase des Motorsystems umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die AC-Sequenz ferner das Anwenden einer dritten AC-Sequenz auf eine sechste Phase des Motorsystems umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner das Heranziehen von Daten, die aus dem Anwenden der DC-Sequenz gewonnen werden, zum Bestimmen des Statorwiderstands des Motors und/oder der Nichtlinearität eines Umrichters, der zum Antreiben des Motors genutzt wird umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner das Heranziehen von Daten, die aus dem Anwenden der AC-Sequenz gewonnen werden, zum Bestimmen der nominellen Statortransienteninduktivität, Magnetisierungsinduktivität und/oder des Rotorwiderstands des Motors umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Phase des Motorsystems ausgewählt werden aus: einem positiven Vektor U, einem negativen Vektor U, einem positiven Vektor V, einem negativen Vektor V, einem positiven Vektor W und einem negativen Vektor W.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die dritte und vierte Phase des Motorsystems ausgewählt werden aus: einem positiven Vektor U, einem negativen Vektor U, einem positiven Vektor V, einem negativen Vektor V, einem positiven Vektor W und einem negativen Vektor W.