DE3332567C2 - Arrangement for controlling an asynchronous machine fed by fast electrical actuators in the field weakening - Google Patents
Arrangement for controlling an asynchronous machine fed by fast electrical actuators in the field weakeningInfo
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Abstract
Der Rotor-EMK-Vektor, dessen Ermittlung in der Hauptanmeldung beschrieben ist, wird für eine indirekte Flußmessung und eine Flußregelung im Feldschwächbereich verwendet. Ein von dieser Rotor-EMK gesteuerter Vektor-Phasenregelkreis liefert die dazu benötigten Frequenz- und Richtungswinkel-Informationen. Für diesen Vektor-Phasenregelkreis werden Ergänzungen und Erweiterungen angegeben, welche eine genaue und schnelle Drehzahlregelung auch bei kleinsten Drehzahlen in der Nähe des Stillstandes ermöglichen.The rotor EMF vector, the determination of which is described in the main application, is used for indirect flow measurement and flow control in the field weakening range. A vector phase-locked loop controlled by this rotor EMF supplies the frequency and direction angle information required for this. For this vector phase-locked loop, additions and expansions are given which enable precise and fast speed control even at the lowest speeds in the vicinity of standstill.
Description
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Durch die in den Ansprüchen 5 und 6 angegebenen Maßnahmen kann der Bereich hoher Regelgüte auch in den Schleichdrehzahlbereich erweitert werden, in dem bei der Ausführung nach der Hauptanmeidung nur gesteuerter Betrieb möglich ist.Due to the measures specified in claims 5 and 6, the range of high control quality can also be achieved in the creep speed range can be extended in the execution after the main avoidance only controlled operation is possible.
In der vorliegenden Anmeldung sind lediglich Regelanordnungen mit spannungseinprägendem Stellglied, in den Bildern 3 und 4 mit PWR (Pulswechselrichter) bezeichnet, beschrieben. Die Übertragung auf stromeinprägende Stellglieder ist leicht möglich.In the present application, only control arrangements with a voltage-impressing actuator, in labeled PWR (pulse inverter) in Figures 3 and 4. The transfer to stream-indenting Actuators is easily possible.
Bild 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Phasenregelkreis, wie es beim heutigen Stand der Technik zweckmäßig und auf die vorliegende Anwendung zugeschnitten ist. Eingangsgrößen sind die gemäß den Glcichungen im Oberbegriff des Anspruchs 2 gebildeten Komponenten der Rotor-EMK, e2tt und elß. Figure 1 shows an exemplary embodiment of the phase-locked loop as it is expedient in the current state of the art and tailored to the present application. Input variables are the components of the rotor EMF, e 2tt and e lß, formed according to the equations in the preamble of claim 2 .
Als Ausgangswerte liefert die Schaltung die Augenblickswerte von y,, dem Winkel zwischen dem stiiiidcrfcsten
und dem an der Rotor-EMK und damit dem Lauferfluß orientierten Koordinatensystem (mit den Bezeichnungen
a,ß b-w. x,y), die zeitliche Ableitung dieses Winkels, wie in der Hauptanmeldung mit ω, bezeichnet,
deren Betrag und Vorzeichen, ferner die Komponenten des Richtungsvektors cos y{ und sin y,. Im Block 11 wird
eine dem yi-Fehler entsprechende Spannung gebildet. Block 12 ist der Nachfuhrregler, ein PI-Regler, dessen
Ausgang ω- bestimmt. Daraus werden in bekannter Weise mit Bausteinen der Analogtechnik| a>\ | und sign ω,
gebildet. Der Betrag wird über einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer 14 in eine Pulsfolge umgewandelt. Ein
Auf- »n<i Ahwärts-Zählbaustein 16 macht daraus, von sign <y, gesteuert, einen digitalen (binären) Wert für y,.
Diesem werden über digitale Festwertspeicher die Funktionen cos y\ und sin y\ zugeordnet.
Die Multiplizierer 111 und 112 in Block 11 sind dann zweckmäßig multiplizierende Digital-Analog-Wandler-Bausteine.
Die Auflösung kann beispielsweise ώ = 9 bit betragen.As output values, the circuit supplies the instantaneous values of y ,, the angle between the most distant and the coordinate system oriented towards the rotor emf and thus the runner flux (with the designations a, β or x, y), the time derivative of this angle, such as in the main application with ω, whose magnitude and sign, and also the components of the direction vector cos y { and sin y ,. In block 11, a voltage corresponding to the yi error is formed. Block 12 is the follow-up controller, a PI controller whose output ω- is determined. From this, in a known manner, with modules of analog technology | a> \ | and sign ω, formed. The amount is converted into a pulse train via a voltage-frequency converter 14. An up-> n <i down-counter module 16 turns it into a digital (binary) value for y, controlled by sign <y. The functions cos y \ and sin y \ are assigned to this via digital read-only memories.
The multipliers 111 and 112 in block 11 are then expediently multiplying digital-to-analog converter modules. The resolution can be ώ = 9 bits , for example.
Der Hauptvorteil der Anwendung dieser Technik gegenüber der Hauptanmeldung besteht darin, daß eine Meßbereich-Umschaltung für die Bestimmung der Rotor-EMK nicht mehr erforderlich ist, daß Abgleich und Einstellung wesentlich vereinfacht sind und daß neben y\ auch ω\ für die Signalverarbeitung verfügbar ist. Bild 2 zeigt die näherungsweise Ermittlung des Rotorflusses.The main advantage of using this technique compared to the main application is that it is no longer necessary to switch the measuring range to determine the rotor emf, that the adjustment and setting are significantly simplified and that, in addition to y \ , ω \ is also available for signal processing. Figure 2 shows the approximate determination of the rotor flux.
Erfindungsgemäß wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß der Betrag der Rotor-EMK das Produkt des Betrages von | <u, | und des Betrages des Läufer-Verkettungsflussßs ist, und es wird der QuotientAccording to the invention, use is made of the fact that the amount of the rotor emf is the product of the Amount of | <u, | and the magnitude of the runner chaining flow, and it becomes the quotient
als Ersatzgröße für den Fluß benutzt (B i 1 d 2a, Blöcke 24 und 25). B i 1 d 2a zeigt auch die Zuordnung des Fluß-Vorgabewertes zur Drehzahl als Beispiel, Block 21, den Flußregler, Block 22, dessen Ausgangssignal nach Begrenzung, Block 23, den Soll- oder Vorgabewert für die magnetisierende Stromkomponente, /fy, darstellt. Soll- oder Vorgabewerte werden auch im folgenden stets durch einen Stern gekennzeichnet.used as a substitute for the flow (B i 1 d 2a, blocks 24 and 25). B i 1 d 2a also shows the assignment of the flux default value to the speed as an example, block 21, the flux controller, block 22, whose output signal after limitation, block 23, represents the set or default value for the magnetizing current component, / f y . Set or default values are always marked with an asterisk in the following.
B i 1 d 2b zeigt eine Möglichkeit zur Ermittlung des EMK-Betrags. Die »-./^-Komponenten werden in an sich bekannter Weise in 3-Phasen (a,i,c)-Komponenten umgewandelt und diese mit einer Drehstrombrückenschaltung gleichgerichtet.B i 1 d 2b shows one way of determining the EMK amount. The »-./^- components are in themselves known way converted into 3-phase (a, i, c) components and these with a three-phase bridge circuit rectified.
Würde man die Rotor-EMK im Feldschwächbereich unmittelbar, z. B. auf einen konstanten Betrag, regeln, so hätte dies den Nachteil, daß die Kreisverstärkung ω\ proportional wäre. Die Flußregelung kann damit auch als EMK-Regelung mit Adaption der Kreisverstärkung mittels <y, aufgefaßt werden. Bei diesem Vorgehen spielt die nichtlineare Magnetisierungskennlinie und der Einfluß der Wicklungserwärmung auf die Rotor-Zeitkonstante praktisch keine Rolle mehr. Die mögliche einfachere Ausbildung, aus dem Vorgabe- oder dem Istwert der magnetisierenden Stromkomponente über ein Verzögerungsglied erster Ordnung ein angenähertes dynamisches Abbild für den Fluß zu gewinnen, ist ebenfalls immer noch besser als ein entsprechendes Differenzierglied in der Vorgabe der Magnetisierungskomponente. Im Feldschwächbereich ist die Spannungsreserve begrenzt, und es ist deshalb nicht gesichert, daß die vorgegebenen Werte für die beiden Stromkomponenten immer erreicht werden können. In der Arbeit »Stand der Technik bei geregelten Drehstrom-Antrieben« von R. Jötten, VDE-Fachberichte 1978 wird begründet, warum auch für die magnetisierende Komponente eine Überversteilung möglich sein muß und daß es günstig ist, für jede der Komponenten eine eigene Begrenzung in der Vorgabe vorzusehen. Der Flußregler ermöglicht diese Überverstellung, wenn die in B i 1 d 2a schon gezeigte Begrenzung für die magnetisierende Stromkomponente höher liegt als deren Nennwert ilyN. If one would use the rotor EMF in the field weakening range directly, z. B. to a constant amount, this would have the disadvantage that the loop gain ω \ would be proportional. The flux control can therefore also be understood as an EMF control with adaptation of the loop gain by means of <y. With this procedure, the non-linear magnetization characteristic and the influence of the heating of the winding on the rotor time constant are practically irrelevant. The possible simpler design of obtaining an approximate dynamic image for the flux from the default value or the actual value of the magnetizing current component via a first-order delay element is also always better than a corresponding differentiating element in the default value of the magnetization component. The voltage reserve is limited in the field weakening range and it is therefore not certain that the specified values for the two current components can always be achieved. In the work "State of the art in regulated three-phase drives" by R. Jötten, VDE-Fachberichte 1978, it is explained why an overdistribution must also be possible for the magnetizing component and that it is beneficial to have a separate limitation in the specification. The flux regulator enables this over-adjustment if the limitation already shown in B i 1 d 2a for the magnetizing current component is higher than its nominal value i lyN .
In B i 1 d 3 ist eine Drehzahlregelung mit Flußregelung im Feldschwächbereich und einer entkoppelten Regelung der Stromkomponenten dargestellt. In B i 1 d 3 stellt Block 36 die aus der Hauptanmeldung bekannte Rotor-EMK-Ermittlung dar. Block 32 enthält den oben beschriebenen, von der Rotor-EMK gesteuerten Phasenregelkreis. Der strichpunktiert umrandete Komplex 31 stellt die Flußregelung dar. a>m bezeichnet die gemessene Drehzahl, Block 311 die Kennlinien-Zuordnung des Fluß-Sollwertes zur gemessenen Drehzahl, Block 318 die Bildung des Betrages des Rotor-EMK-Vektors. Die Dividierstufe 317 macht daraus mit Hilfe des dem Block 32 entnommenen Wertes für] ωχ | die Ersatzregelgröße für den Fluß, bezeichnet mit| ψι \, vergleiche B i 1 d 2. Der Sollwert für die magnetisierende Stromkomponente /f r ist die begrenzte Summe von Flußregler-Ausgangssignal und einem konstanten Grundwert /, fV hinter Block 313. Die Komplexe 30, Drehzahlregelung, und 33, entkoppelte Regelung der Stromkomponenten, sind an sich bekannt, ebenso die Koordinatenwandler 34 und 35.B i 1 d 3 shows a speed control with flux control in the field weakening range and a decoupled control of the current components. In B i 1 d 3, block 36 represents the rotor EMF determination known from the main application. Block 32 contains the above-described phase-locked loop controlled by the rotor EMF. The complex 31 outlined by a dash-dotted line represents the flux control. A> m denotes the measured speed, block 311 the characteristic curve assignment of the flux setpoint to the measured speed, block 318 the formation of the amount of the rotor emf vector. The dividing stage 317 uses the value for] ω χ | taken from block 32 from this the equivalent controlled variable for the flow, denoted by | ψι \, compare B i 1 d 2. The setpoint for the magnetizing current component / f r is the limited sum of the flux controller output signal and a constant base value /, fV behind block 313. The complexes 30, speed control, and 33, decoupled control of the Current components are known per se, as are the coordinate converters 34 and 35.
34 wandelt die Spannungsvorgabe in Drehspannungskoordinaten um, 35 die gemessenen Drehslromwcrte in die Komponenten /Ί v und it r, die Istwerte für die Stromregelung. Die Sollwerte erhält die Stromregelung in an j sich bekannter Weise aus der Drehzahlregelung 30 (/f,) bzw. der Flußregelung 31 (/fr). Für die Regelung im J34 converts the voltage specification into three-phase voltage coordinates, 35 the measured rotary current values into the components / Ί v and i t r , the actual values for the current control. The current control receives the setpoint values in a manner known per se from the speed control 30 (/ f,) or the flux control 31 (/ f r ). For the regulation in the J
Feldschwächbereich wird für den Fluß die aus dem Betrag der Rotor-EMK gebildete Ersatz-Meßgröße verwen- §For the flux, the field weakening range is the substitute measured variable formed from the amount of the rotor EMF.
det. jdet. j
Ein Vorteil der entkoppelten Regelung ist, daß sie die durch die endliche Zwischenkreisspannung gegebenen j Stellgrenzen sehr gut ausnutzt. Der im Feldschwächbereieh unentbehrliche Vorteil der Verwendung der Rotor- jOne advantage of the decoupled control is that it j Very good use of control limits. The indispensable advantage of using the rotor j
IiM K-Bildung gemäß der Hauptanmeldung isl, daß slets eine aus Messungen an der Maschine gewonnene Information für die Orientierung der Ströme und Spannungen vorliegt, auch dann, wenn wegen der begrenzten Spannungsrcserve die Istwerte der Regelgrößen, Stromkomponenten und Fluß, gegenüber den Vorgabewerten statische oder dynamische Fehler aufweisen.IiM K-formation according to the main application isl that slets information obtained from measurements on the machine for the orientation of the currents and voltages is available, even if because of the limited voltage reserve the actual values of the controlled variables, current components and flux, compared to the default values static or have dynamic errors.
Es stellt sich dann weiter die Frage, wie bei gegebener maximaler Zwischenkreisspannung die Zuordnung des F|uß-Vorgabewertes als Funktion der'Drehzahl <y,„ gestaltet werden soll, damit auch im Feldschwächbereich eine gutcRegeiungsdynamik erhalten bleibt.The question then arises as to how the assignment of the Flow preset values as a function of the "speed <y," should be designed so that it is also in the field weakening range good regulation dynamics are maintained.
1 Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß in jedem Punkt des Feldschwächbereichs der Fluß der Drehzahl so zugeordnet wird, daß mit der verfügbaren Spannungsreserve im Zwischenkreis ein vorgegebener· Maximal- · wert der drehmömentbildenden Stromitompünente ;*v erreicht werden kann, ohne daß dazu eine Flußänderung notwendig ist. 1 According to the invention, this is done by assigning the flux to the speed at each point of the field weakening range so that with the available voltage reserve in the intermediate circuit, a specified maximum value of the torque-generating current component; * v can be achieved without the need to change the flux is.
Dies wird durch eine Kennlinie gemäß Anspruch 3 erreicht.This is achieved by a characteristic curve according to claim 3.
Für die Ausnutzung des Umrichters ist es besonders vorteilhaft, wenn er ohne Zwischentakten im sogenannten Blockspannungsbetrieb arbeiten kann. Dann steht jedoch nur noch die Drehfrequenz der Ständerspannung, und über dieselbe mit begrenzter Aullfösung der Augenblickswert des räumlichen Winkels des Ständerspannungs-Vektors als Stellgröße zur Verfügung. In einer weiteren Variante wird nun erfindungsgemäß von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß im Feldschwächbereich an der Spannungsgrenze das innere Drehmoment eine Funktion des läüfuiieheri Winkels zwischen dem Rotor-EMK.-Vckicr und dem Stär.derspar.nungsvektor, im folgenden mit δ bezeichnet, ist. Es gilt nämlich mit guter Näherung für das innere (elektromagnetische) Drehmoment: In order to utilize the converter, it is particularly advantageous if it can work in the so-called block voltage mode without intermediate clocks. Then, however, only the rotational frequency of the stator voltage is available, and via the same with a limited resolution, the instantaneous value of the spatial angle of the stator voltage vector is available as a manipulated variable. In a further variant, use is now made according to the invention of the knowledge that in the field weakening range at the voltage limit the internal torque is a function of the angle between the rotor EMK Vckicr and the strength savings vector, hereinafter referred to as δ . The following applies with a good approximation for the internal (electromagnetic) torque:
,,,, =λ-κ\2·— · I I -sin 2 J (bei der Polpaarzahl 1).
2 L1 L ωχ J,,,, = λ-κ \ 2 · - · II -sin 2 J (with the number of pole pairs 1).
2 L 1 L ω χ J
Die übrigen Symbole haben dabei folgende Bedeutung:The other symbols have the following meanings:
I »ι Lv = — Ud I »ι Lv = - U d
K,, = MALx L2 - M2) K ,, = MAL x L 2 - M 2 )
Erfindungsgemäß wird also für ein Verfahren zur Drehmomentenregelung im Feldschwächbereich bei Blockspannungsbetrieb, das z. B. Teil eines Verfahrens zur Drehzahl- oder Frequenz-Regelung sein kann, der auf ±45° begrenzte Differenzwinkel zwischen dem gemäß der Hauptanmeldung und dem Anspruch 1 ermittelten Rotor-EM K-Vektor und der Vorgaberiäitung des Ständerspannungsvektors δ in B i 1 d 4 als Stellgröße für die verlangte drehmomentbüdende Stromkomponente benutzt und die augenblickliche Richtung des Ständerspannungsvektors und damit der Schaltzustand des spannungseinprägenden Wechselrichters so vorgegeben, daß der Richtungswinkel der Ständerspannung sich zuAccording to the invention is therefore for a method for torque control in the field weakening range in block voltage operation, the z. B. can be part of a method for speed or frequency control, the limited to ± 45 ° difference angle between the rotor EM K vector determined according to the main application and claim 1 and the specification of the stator voltage vector δ in B i 1 d 4 used as a manipulated variable for the required torque current component and the instantaneous direction of the stator voltage vector and thus the switching state of the voltage-impressing inverter are specified so that the directional angle of the stator voltage increases
Y,,= Yt +<$+ 180° Y ,, = Yt + <$ + 180 °
ergibt. Die genauere Untersuchung der dynamischen Verhältnisse zeigt, daß dazu ein PID-Regler erforderlich ist.results. A closer examination of the dynamic conditions shows that a PID controller is required for this is.
Bild 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem die einzelnen Blöcke folgendes bedeuten:Figure 4 shows an embodiment in which the individual blocks mean the following:
Die Blöcke 35,36,32,318 und 317 sind identisch mit denen in B i 1 d 3, mit den Funktionen Koordinatenwandlung, Rotor-EMK-Berechnung, Vektor-Phasenregelkreis, EMK-Betragsbildung und Bildung einer Ersatz-Meßgröße für den Fluß-Betrag, in dieser Reihenfolge. Aus dem Drehmomenten-Vorgabewert m* wird durch Division durch den Fluß ein begrenzter Sollwert i*x für den drehmomentbildenden Strom ltx, die Haupt-Regelgröße, bereitgestellt. Die magnetisierende Komponente iiy stellt sich frei ein. Der Ausgang des PID-Reglers 42 entspricht dem Winkel δ = arctg uly/u x und wird in 42 b begrenzt. Nach der Analog-Digital-Wandlung in 43 wird in dem Addierer 44 nach der obenstehenden Beziehung der Richtungswinkel des Ständerspannungsvektors gebildet. Blocks 35,36,32,318 and 317 are identical to those in B i 1 d 3, with the functions of coordinate conversion, rotor EMF calculation, vector phase-locked loop, generation of the EMF magnitude and generation of a substitute measured variable for the flux magnitude, in this order. A limited setpoint value i * x for the torque-generating current I tx , the main controlled variable, is made available from the specified torque value m * by dividing it by the flux. The magnetizing component i iy adjusts itself freely. The output of the PID controller 42 corresponds to the angle δ = arctg u ly / u x and is limited in 42 b. After the analog / digital conversion in 43, the direction angle of the stator voltage vector is formed in the adder 44 in accordance with the above relationship.
Der Wert für y, kommt in digitaler Form aus dem oben schon beschriebenen Vektor-Phasenregelkreis 32, dargestellt in Bild 1. Die Umsetzung der Winkelinformation in den Wechselrichter-Schaltzustand ist dabei nicht im einzelnen dargestellt, da sie in der Literatur beschrieben und dem einschlägig tätigen Fachmann bekannt istThe value for y comes in digital form from the vector phase-locked loop 32 already described above, shown in Figure 1. The conversion of the angle information into the inverter switching state is not shown in detail, since it is described in the literature and is relevant Is known to those skilled in the art
In der Hauptanmeldung ist erläutert, daß bei Werten von <ai nahe bei Null besondere Maßnahmen notwendig |The main application explains that with values of <ai close to zero, special measures are necessary
sind, weil hier die Rotor-EMK sich dem Wert Null nähert. Sie sind notwendig, um aus dem Stillstand anfahren, bis zum Stillstand bremsen und durch den Stillstandspunkt reversieren zu können. Dies wurde dort durch den Obergang auf ein anderes Steuerverfahren bei sehr kleinen Drehzahlen bewerkstelligt. Der in dieser Zusatzanmeldung angewendete Vektor-Phasenregelkreis erlaubt es nun, mit einigen erfindungsgemäßen Ergänzungen, diese Aufgabe noch besser zu lösen. Ferner ermöglichen diese im Fall der Drehzahlregelung auch geregelten Betrieb mit Schleichdrehzahlen nahe Nail. Für den Fall einer Drehzahlregelung mit analogem Drehzahlmeßwert zeigt F ig. 5 die notwendige Ergänzung. Der Grundgedanke ist, im Schleichdrehzahlbereich auf die in der DE-PS 12 50 914 beschriebene Methode überzugehen und a>\ als Summe der gemessenen Drehzahl <y„, bzw. n„ · ω'α bei np Polpaaren, und der gewünschten Schlupfkreisfrequenz ω* vorzugeben. Die letztere muß, wie in der Hauptanmeldung ausgeführt, dem Vorgabewert für die drehmomentbüdende Stromkomponente proportional gemacht werden. Der im Normalbetrieb ωχ vorgebende Regler 12 im B i 1 d 1 wird bei kieinem| ©ι ] erfindungsgemäß gesperrt, d. h. sein Ausgangswert z. B. mittels eines Feldeffekt-Transistors oder eines Analogschalterbau-because the rotor emf is approaching zero here. They are necessary in order to be able to start from a standstill, to brake to a standstill and to be able to reverse through the standstill point. This was done there by switching to a different control method at very low speeds. The vector phase-locked loop used in this additional application now makes it possible, with some additions according to the invention, to solve this problem even better. Furthermore, in the case of speed control, they also enable regulated operation with creep speeds close to Nail. In the case of speed control with an analog speed measurement value, Fig. 5 the necessary addition. The basic idea is to switch to the method described in DE-PS 12 50 914 in the slow speed range and a> \ as the sum of the measured speed <y ", or n" · ω ' α with n p pole pairs, and the desired slip circle frequency ω * to be specified. As stated in the main application, the latter must be made proportional to the default value for the torque-bearing current component. The controller 12 in B i 1 d 1, which is specified in normal operation ω χ, is switched to kieinem | © ι] blocked according to the invention, ie its output value z. B. by means of a field effect transistor or an analog switch construction
steins gesperrt, d. h. auf Null gesetzt, und ferner von Flußregelung auf Regelung der magnetisierenden Stromkomponente auf den Nennwert umgeschaltet. In B i 1 d 5 stellt 53 das Umschaltelement dar. In B i I d 3 wird die Ergänzung verdeutlicht, indem die zusätzlichen Eingangssignale <y„, und /f.vund ein auf den Flußregler wirkendes Signal gestrichelt hinzugefügt sind. Das letztere sperrt den Flußregler, d. h. setzt seinen Ausgang mit Hilfe eines Analogochalterbausteins auf Null, und der konstante Eingangswert /|;.^in Bild 3, Komplex 31, bestimmt allein den Sollwert Zf1..Stein blocked, ie set to zero, and also switched from flux control to control of the magnetizing current component to the nominal value. In B i 1 d 5, 53 represents the switching element. In B i I d 3, the addition is clarified by adding the additional input signals <y ″, and / f. v and a signal acting on the flow regulator are added in dashed lines. The latter blocks the flow regulator, ie sets its output to zero with the help of an analog switch module, and the constant input value / | ; . ^ in Figure 3, complex 31, determines the setpoint Zf 1 ..
Das geschilderte Verfahren, das bei höheren Drehzahlen Genauigkeitsprobleme bringt und Anlaß zu erhöhtem Aufwand für die Meßbasis gewesen ist, ist gerade im Schleichdrehzahlbereich, wo <ym in der gleichen Grö-The described method, which causes problems of accuracy at higher speeds and has been the reason for increased expenditure for the measurement base, is precisely in the slow speed range, where <y m is of the same magnitude.
, '< ßenordnung liegt wie <y2, erfahrungsgemäß völlig unproblematisch. '< order of magnitude is like <y 2 , experience has shown that this is completely unproblematic.
' Wenn Schleichdrehzahlen im geregelten Betrieb gefordert sind, so liegt häufig eine Lageregelung, und damit eine Lagemessung vor. Der Meßwert ist digital häufig absolut codiert oder als Zählerstand hinter einem inkrementalen Impulsgeber verfügbar. In diesem Fall kann man im Schleichdrehzahlbereich auf die an sich bekannte Addition der Winkel y„, und y2 zum Winkel y, übergehen. Das geschieht, indem der Vektor-Phasenregelkreis gemäß B i 1 d 6 abgewandelt wird. Im Schleichdrehzahlbereich wird der Regler 12 aus B i 1 d 1 gesperrt und statt seines Ausgangssignals ω\ proportional der drehmomentbildenden Sollwert-Stromkomponente ifx mit dem bekannten Propcrtionalitätsfaktor (51, vergl. B i 1 d 5) eingespeist. Der Zählerstand des Zählers 16 repräsentiert jetzt Y2. In einem zusätzlichen Addierer 62 muß nun der Rotorpositionswinkel ym addiert werden, um Xi zu erhalten. y„, iiegi nach dein vorstehenden entweder absolut codiert vor, oder es muß bei inkrementalem Geber durch einen zweiten Zählbaustein, 61 in Bild 6, gebildet werden.'If creep speeds are required in closed-loop operation, there is often a position control, and thus a position measurement. The measured value is often absolutely digitally coded or available as a counter reading behind an incremental pulse generator. In this case, you can at creep speed range to the known per se adding the angle y ", and y 2 y to angle pass. This is done by modifying the vector phase-locked loop according to B i 1 d 6. In the creep speed range, the controller 12 is blocked from B i 1 d 1 and instead of its output signal ω \ proportional to the torque- generating setpoint current component if x with the known proportionality factor (51, see. B i 1 d 5) is fed. The count of counter 16 now represents Y2. The rotor position angle y m must now be added in an additional adder 62 in order to obtain Xi. y ", iiegi after the above either absolutely coded before, or with an incremental encoder it must be formed by a second counter module, 61 in Fig. 6.
Die hier beschriebenen erfindungsgemäßen Zusatzmaßnahmen ermöglichen es, einen extrem hohen Drehzahl-Regelbereich von wenigen Promille der Grunddrehzahl bis zu einem Vielfachen der Grunddrehzahl mit hoher Genauigkeit und bestmöglichen An- und Ausregelzeiten bei Drehzahlregelung bei mäßigem Aufwand für die Meßbasis zu verwirklichen.The additional measures according to the invention described here make it possible to achieve an extremely high speed control range from a few per thousand of the basic speed to a multiple of the basic speed high accuracy and the best possible rise and settle times with speed control with moderate effort for the measurement base to be realized.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
Claims (6)
mit
is Kn = L1I[Lx ■ L1 - M1] e lß = L 1 ZM [U 1 P - R 1 H 8 ~ 1 ^ K n ] - di, j, / dr]
with
is K n = L 1 I [L x ■ L 1 - M 1 ]
25The symbols used have the following meanings:
25th
2 = Rotorgröße,Indices: 1 = stator size;
2 = rotor size,
Größen: / = Stromkomponente;
u= Spannungskomponente, a, ß: Coordinates in the fixed, right-angled reference coordinate system.
Quantities: / = current component;
u = stress component,
ω, = Augenblickswert der Differenzwinkelgeschwindigkeit zwischen Läufer-Verkettungs- e = EMF component,
ω, = instantaneous value of the differential angular speed between the rotor interlinking
Parameter: L = Gesai.itinduktivität einer Wicklung z.B.
35 L2 = Läuferwicklungsinduktivität bei Stromlosigkeit der anderen Wicklungen,Cuss and reference axis fixed to the stand = temporal derivation of the differential angle,
Parameter: L = total inductance of a winding, for example
35 L 2 = rotor winding inductance when the other windings are de-energized,
M = Gegeninduktivität zwischen Ständer- und Läuferwicklung R 1 = stator winding resistance, taking into account that the values for calculating with the components are 2/3 of the phase quantities used in classical theory,
M = mutual inductance between stator and rotor winding
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19833332567 DE3332567C2 (en) | 1983-04-07 | 1983-09-09 | Arrangement for controlling an asynchronous machine fed by fast electrical actuators in the field weakening |
Applications Claiming Priority (2)
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DE19833312439 DE3312439C1 (en) | 1983-04-07 | 1983-04-07 | System for manipulating trucks in underground mining operations |
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