WO2025016505A2 - Steuereinheit und verfahren zum steuern eines betriebs einer drehstrom-maschine, computerprogrammprodukt und antriebsstrang - Google Patents

Steuereinheit und verfahren zum steuern eines betriebs einer drehstrom-maschine, computerprogrammprodukt und antriebsstrang Download PDF

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current

Definitions

  • the invention relates to a control unit for controlling the operation of a three-phase machine, in particular a three-phase motor, with a current regulator which is designed to receive a three-phase target signal and a three-phase measurement signal and to generate and output a three-phase control signal therefrom in order to control the three-phase machine accordingly.
  • the invention also relates to a method for controlling the operation of a three-phase machine, a computer program product and a drive train.
  • a control unit for controlling an operation of a three-phase machine, which can in particular be a three-phase motor, has a current regulator which is designed to receive a three-phase target signal and a three-phase measurement signal and to generate and output a three-phase control signal therefrom in order to control the three-phase machine accordingly.
  • the control unit also has a PLL filter which is designed to receive a current value, current profile and phase angle from one phase of the three-phase machine and to rotate the current value, i.e. the temporal profile of the current value, by predetermined phase angles in order to obtain the current values of the remaining phases.
  • the PLL filter is also designed to output the received current values together with the received current value as the three-phase measurement signal.
  • the PLL filter Since the PLL filter is able to determine the current values of the other two phases from the current value of one phase, it is sufficient to provide only one current sensor. In addition, the PLL filter can also determine the current values in a case in which the current values of the other two phases cannot be detected due to loss, e.g. due to sensor errors. Consequently, the control unit enables efficient and fail-safe control of the three-phase machine.
  • the PLL filter can be designed to receive current values, each of which has a time profile and phase angle, from two phases of the three-phase machine.
  • the PLL filter can then be designed to rotate one of the current values by a predetermined angle in order to obtain the current value of the remaining phase.
  • the PLL filter can be designed to rotate a current value combined from the two current values by a predetermined phase angle in order to obtain the current value of the remaining phase. For example, an average of the two time profiles can be formed when shifted to the same phase angle.
  • the PLL filter is then designed such that it outputs the received current value together with the received current value as the three-phase current measurement signal. As a result, the loss of a current value can be compensated for in a simple manner. In addition, the number of current sensors can also be reduced here.
  • the current values can be complex current values. Accordingly, rotation and determination of the missing current values can be carried out in a simple manner by rotating an effective value of the complex current values.
  • the PLL filter can be configured in such a way that it determines the complex current value from the received current value.
  • the current controller can advantageously be designed to output the three-phase control signal in the form of a PWM control signal, in particular as a PWM duty cycle. Consequently, a converter can apply PWM voltages to the phases of the three-phase machine.
  • the PLL filter can be designed to rotate the current value by 120° and 240°.
  • the PLL filter can be designed to rotate the one current value or the combined current value by 120° or 240°. Consequently, the missing current value or values can be obtained in a simple manner.
  • the detected current value or the detected current values can have a noise signal component.
  • the PLL filter can then advantageously be designed to filter out the noise signal component from the current value or the current values.
  • the noise signal component is not rotated, so that the obtained current values or the obtained current value are free from the noise signal component.
  • a method for controlling an operation of a three-phase machine which can in particular be a three-phase motor, has the following steps: receiving a three-phase target signal and receiving a three-phase measurement signal; generating a three-phase control signal from the three-phase target signal and the three-phase measurement signal; and outputting the three-phase control signal.
  • the method further comprises the following steps: receiving a current value, which has a time profile and phase angle, from one phase of the three-phase machine and rotating the current value by predetermined phase angles in order to obtain the current values of the remaining phases; and outputting the obtained current values together with the received current value as the three-phase current measurement signal. Accordingly, it is sufficient to only record a current value of one phase of the three-phase machine and the current values of the remaining phases are then generated from the received current value. Consequently, an efficient and fail-safe control or regulation of the three-phase machine is achieved.
  • the method further comprises the steps of receiving current values, each having a time profile and a phase angle, from two phases of the three-phase machine, and rotating one of the current values or a current value combined from the current values by a predetermined phase angle to obtain the current value of the remaining phase; and outputting the obtained current value together with the received current values as the three-phase measurement signal. Accordingly, the loss of a current value can be easily compensated.
  • the method is carried out repeatedly. Consequently, a continuous provision of the three-phase current measurement signal can be ensured.
  • the three-phase control signal can advantageously be output in the form of a PWM control signal, in particular as a PWM duty cycle.
  • a converter can apply corresponding PWM voltages to the phases of the three-phase machine.
  • the received current value can be rotated by 120° and 240°.
  • the one current value or the current value combined from the current values can be rotated by 120° or 240°. Consequently, the missing current value or values can be obtained in a simple manner.
  • the detected current value or values may include a noise signal component.
  • the method may then include a step of filtering the noise signal component from the current value or values before the rotating step. Consequently, the noise signal component is not rotated, so that the current value or values obtained are free of the noise signal component.
  • a computer program product according to the invention comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method according to the invention.
  • the computer can thus be easily configured as the control unit according to the invention.
  • the computer program product according to the invention can be stored on a computer-readable storage medium. Consequently, the program can be easily executed by the computer.
  • a drive train according to the invention has a three-phase machine, a converter which is designed to operate the three-phase machine according to a three-phase control signal, and a current sensor which is designed to detect a current value, which has a temporal profile and phase angle, from one phase of the three-phase machine.
  • the drive train has two current sensors which are designed to detect current values, each of which has a temporal profile and phase angle, from two phases of the three-phase machine.
  • the drive train also has the control unit according to the invention.
  • Fig.1 shows a schematic equivalent circuit diagram of a drive train according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic equivalent circuit diagram of a drive train 8 according to the invention.
  • the drive train 8 comprises a control unit 1, which is designed to control the operation of a three-phase machine 4, in particular a three-phase motor.
  • the control unit 1 comprises a current regulator 2, which is designed to receive a three-phase target signal isoii and a three-phase measurement signal imess and to generate a three-phase control signal u from them.
  • the current regulator then outputs 2, ie the control unit 1, outputs the three-phase actuating signal u to a converter 3.
  • the three-phase actuating signal u is preferably a PWM control signal, in particular a PWM duty cycle.
  • the converter 3 then applies PWM voltages u P wmi, u P wm2 and u P wm3 to the stator windings of the three-phase machine 4 in accordance with the PWM control signal.
  • a phase rotator 6 of the PLL filter 5 is designed to receive a current value from a phase of the three-phase machine 4.
  • the current value is composed of a time profile iu and a phase angle phiei.
  • the current value is rotated by predetermined phase angles, i.e. a first predetermined phase angle and a second predetermined phase angle, by the phase rotator 6 of the PLL filter 5 in order to obtain the current values of the remaining two phases of the three-phase machine 4.
  • 120° and 240° are added to the phase angle phiei of the received current value in order to obtain the phase angles of the current values of the other two phases of the three-phase machine 4.
  • the PLL filter 5 then outputs the current values obtained by rotation of the two remaining phases together with the received current value as the three-phase measuring signal imess to the current controller 2.
  • a noise signal component 7 can be superimposed on the detected current value, i.e. the time profile of the current value.
  • the PLL filter 5 can then be designed such that it filters out the noise signal component 7 from the current value, i.e. the time profile.
  • the PLL filter 5 can also be designed to calculate a complex current from the received current value and then rotate an effective value of the complex current by the predetermined phase angles.
  • the current controller 2 is then, as already mentioned, able to determine and output the three-phase control signal u from the received three-phase measurement signal iMess using a known field-oriented control method or vector control method.
  • the phase rotator 6 of the PLL filter 5 is designed to receive current values from two phases of the three-phase machine 4.
  • the current values are again composed of the time profile and phase angle.
  • the PLL filter 5 can then be configured to rotate only one of the two current values by a predetermined phase angle.
  • the predetermined phase angle by which the time profile of the selected current value is rotated can be 120° or 240°.
  • the PLL filter 5 can also be configured to calculate a combined current value from the two current values and rotate this combined current value by a predetermined angle.
  • a current value can be rotated by the phase difference between the two received current values. This means that the two current values are superimposed in phase.
  • An average value can then be formed between the two current values, i.e. the time profiles of the two current values, in order to obtain the combined current value.
  • the combined current value is then rotated by the predetermined angle to obtain the current value of the remaining phase.
  • the present invention thus enables the reduction of the number of current sensors and the control of a three-phase machine in the event of a loss of current value of one phase or in the event of a loss of current values of two phases. list of reference symbols

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Diese Erfindung betrifft eine Steuereinheit (1) zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine (4), die einen Stromregler (2) aufweist, der ausgebildet ist, ein Drehstrom-Sollsignal (iSoll) und ein Drehstrom-Messsignal (imess) zu empfangen und daraus ein Drehstrom-Stellsignal (u) zu erzeugen und auszugeben, um die Drehstrom-Maschine (4) entsprechend zu steuern. Die Steuereinheit (1) weist einen PLL-Filter (5) auf, der ausgebildet ist, einen Stromwert, der zeitlichen Verlauf (iυ) und Phasenwinkel (phiel) aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine (4) zu empfangen und den Stromwert um vorgegebene Phasenwinkel zu drehen, um die Stromwerte der verbleibenden Phasen zu erhalten, oder Stromwerte, die jeweils zeitlichen Verlauf (iυ) und Phasenwinkel (phiel) aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine (4) zu empfangen und einen der Stromwerte oder einen aus den beiden Stromwerten kombinierten Stromwert um einen vorgegebenen Phasenwinkel zu drehen, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten, und die erhaltenen Stromwerte zusammen mit dem empfangenen Stromwert oder den erhaltenen Stromwert zusammen mit den empfangenen Stromwert als das Drehstrom-Messsignal (imess) auszugeben.

Description

Steuereinheit und Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine, Computerproqrammprodukt und Antriebsstranq
Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine, insbesondere eines Drehstrom-Motors, mit einem Stromregler, der ausgebildet ist, ein Drehstrom-Sollsignal und ein Drehstrom-Messsignal zu empfangen und daraus ein Drehstrom-Stellsignal zu erzeugen und auszugeben, um die Drehstrom-Maschine entsprechend zu steuern. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine, ein Computerprogrammprodukt und einen Antriebsstrang.
Bei einem feldorientierten Regelverfahren werden Stromwerte der Phasen einer Drehstrom-Maschine erfasst, um die Regelgrößen id und iq durch Clarke- und Park- Transformation zu erhalten. Dabei kann ein Verlust eines Stromwerts von einer o- der von zwei Phasen dazu führen, dass die Regelgrößen id oder iq nicht ermittelbar sind. Zudem werden teure Stromsensoren zum Erfassen der Stromwerte benötigt, um die Ströme aller Phasen zu erfassen. Dies führt zu einem hohen Implementie- rungs- und Regelungsaufwand sowie einem erhöhten Bauraumbedarf.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile des Stands der Technik zu reduzieren oder zumindest zu mindern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Steuereinheit zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom- Maschine, die insbesondere ein Drehstrom-Motor sein kann, weist einen Stromregler auf, der ausgebildet ist, ein Drehstrom-Sollsignal und ein Drehstrom-Messsignal zu empfangen und daraus ein Drehstrom-Stellsignal zu erzeugen und auszugeben, um die Drehstrom-Maschine entsprechend zu steuern. Die Steuereinheit weist darüber hinaus einen P LL-Filter auf, der ausgebildet ist, einen Stromwert, derzeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine zu empfangen und den Stromwert, d.h. den zeitlichen Verlauf des Stromwerts, um vorgegebene Phasenwinkel zu drehen, um die Stromwerte der verbleibenden Phasen zu erhalten. Der PLL-Filter ist außerdem ausgebildet, die erhaltenen Stromwerte zusammen mit dem empfangenen Stromwert als das Drehstrom-Messsignal auszugeben. Da der PLL-Filter imstande ist, die Stromwerte der beiden anderen Phasen aus dem Stromwert der einen Phase zu ermitteln, ist es ausreichend nur einen Stromsensor vorzusehen. Darüber hinaus kann der PLL-Fil- ter die Stromwerte auch in einem Fall ermitteln, in dem die Stromwerte der beiden anderen Phasen aufgrund von Verlust, z.B. durch Sensorfehler, nicht erfassbar sind. Demzufolge ermöglicht die Steuereinheit eine effiziente und ausfallsichere Steuerung der Drehstrom-Maschine.
Alternativ kann der PLL-Filter ausgebildet sein, Stromwerte, die jeweils zeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine zu empfangen. Der PLL-Filter kann dann ausgebildet sein, einen der Stromwerte um einen vorgegebenen Winkel zu drehen, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten. Ferner kann der PLL-Filter ausgebildet sein, einen aus den beiden Stromwerten kombinierten Stromwert um einen vorgegebenen Phasenwinkel zu drehen, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten. Zum Beispiel kann ein Mittelwert der beiden zeitlichen Verläufe bei Verschiebung auf einen gleichen Phasenwinkel gebildet werden. Der PLL-Filter ist dann so ausgebildet sein, dass er den erhaltenen Stromwerte zusammen mit den empfangenen Stromwert als das Drehstrom-Messsignal ausgibt. Demzufolge kann der Verlust eines Stromwerts auf einfache Weise kompensiert werden. Zudem kann auch hier die Anzahl von Stromsensoren verringert werden.
Bevorzugt können die Stromwerte komplexe Stromwerte sein. Demnach kann eine Drehung und Ermittlung der fehlenden Stromwerte auf einfache Weise durch Drehung eines Effektivwerts der komplexen Stromwerte erfolgen. In diesem Fall kann der PLL-Filter so konfiguriert sein, dass er aus dem empfangenen Stromwert den komplexen Stromwert ermittelt. Mit Vorteil kann der Stromregler ausgebildet sein, das Drehstrom-Stellsignal in Form eines PWM-Steuersignals, insbesondere als PWM-Tastverhältnis, auszugeben. Demzufolge kann ein Umrichter PWM-Spannungen an die Phasen der Drehstrom-Maschine anlegen.
Bevorzugt kann der PLL-Filter ausgebildet sein, den Stromwert um 120° und 240° zu drehen. Alternativ kann der PLL-Filter ausgebildet sein, den einen Stromwert o- der den kombinierten Stromwert um 120° oder 240° zu drehen. Demzufolge kann der fehlende Stromwert oder können die fehlenden Stromwerte auf einfache Weise erhalten werden.
Der erfasste Stromwert oder die erfassten Stromwerte können einen Rauschsignal- Anteil aufweisen. Der PLL-Filter kann dann vorteilhafterweise ausgebildet sein, den Rauschsignal-Anteil aus dem Stromwert oder den Stromwerten herauszufiltern.
Folglich wird der Rauschsignal-Anteil nicht gedreht, so dass die erhaltenen Stromwerte oder der erhaltene Stromwert frei von dem Rauschsignal-Anteil sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom- Maschine, die insbesondere ein Drehstrom -Motor sein kann, weist die folgenden Schritte auf: Empfangen eines Drehstrom-Sollsignals und Empfangen eines Drehstrom-Messsignals; Erzeugen eines Drehstrom-Stellsignals aus dem Drehstrom- Sollsignal und dem Drehstrom-Messsignal; und Ausgeben des Drehstrom-Stellsignals.
Darüber hinaus weist das Verfahren vor dem Schritt zum Empfangen des Drehstrom-Messsignals ferner die folgenden Schritte auf: Empfangen eines Stromwerts, der zeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweist, von einer Phase der Drehstrom- Maschine und Drehen des Stromwerts um vorgegebene Phasenwinkel, um die Stromwerte der verbleibenden Phasen zu erhalten; und Ausgeben der erhaltenen Stromwerte zusammen mit dem empfangenen Stromwert als das Drehstrom -Messsignal. Demzufolge ist es ausreichend nur einen Stromwert einer Phase der Drehstrom-Maschine zu erfassen und die Stromwerte der verbleibenden Phasen werden dann aus dem empfangenen Stromwert erzeugt. Demzufolge wird eine effiziente und ausfallsichere Steuerung bzw. Regelung der Drehstrom-Maschine erreicht. Alternativ weist das Verfahren vor dem Schritt zum Empfangen des Drehstrom- Messsignals ferner die folgenden Schritte auf: Empfangen von Stromwerten, die jeweils zeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine und Drehen eines der Stromwerte oder eines aus den Stromwerten kombinierten Stromwerts um einen vorgegebenen Phasenwinkel, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten; und Ausgeben des erhaltenen Stromwerts zusammen mit den empfangenen Stromwerten als das Drehstrom-Messsignal. Demzufolge kann der Verlust eines Stromwerts auf einfache Weise kompensiert werden.
Bevorzugt wird das Verfahren wiederholt durchgeführt. Demzufolge kann eine kontinuierliche Bereitstellung des Drehstrom-Messsignals gewährleistet werden.
Mit Vorteil kann das Drehstrom-Stellsignal in Form eines PWM-Steuersignals, insbesondere als PWM-Tastverhältnis, ausgegeben werden. Demzufolge kann ein Umrichter entsprechend PWM-Spannungen an die Phasen der Drehstrom-Maschine anlegen.
Bevorzugt kann der empfangene Stromwert um 120° und 240° gedreht werden. Alternativ kann der eine Stromwert oder der aus den Stromwerten kombinierte Stromwert um 120° oder 240° gedreht werden. Demzufolge kann der fehlende Stromwert oder können die fehlenden Stromwerte auf einfache Weise erhalten werden.
Der erfasste Stromwert oder die erfassten Stromwerte können einen Rauschsignal- Anteil aufweisen. Das Verfahren kann dann vor dem Schritt zum Drehen einen Schritt zum Filtern des Rauschsignal-Anteils aus dem Stromwert oder den Stromwerten aufweisen. Folglich wird der Rauschsignal-Anteil nicht gedreht, so dass die erhaltenen Stromwerte oder der erhaltene Stromwert frei von dem Rauschsignal- Anteil sind.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Computer ist somit auf einfache Weise als die erfindungsgemäße Steuereinheit konfigurierbar.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt kann dabei auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein. Demzufolge kann das Programm auf einfache Weise durch den Computer ausgeführt werden.
Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang weist eine Drehstrom-Maschine, einen Umrichter, der ausgebildet ist, die Drehstrom-Maschine entsprechend einem Drehstrom-Stellsignal zu betreiben, und einen Stromsensor, der ausgebildet ist, einen Stromwert, der zeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine zu erfassen, auf. Alternativ weist der Antriebsstrang zwei Stromsensoren, die ausgebildet sind, Stromwerte, die jeweils zeitlichen Verlauf und Phasenwinkel aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine zu erfassen, auf. Ferner weist der Antriebsstrang die erfindungsgemäße Steuereinheit auf. Demzufolge kann der Verlust eines Stromwerts bzw. von zwei Stromwerten auf einfache Weise kompensiert werden. Zudem kann die Anzahl von Stromsensoren verringert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert:
Fig.1 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebstrangs.
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 8. Der Antriebsstrang 8 umfasst eine Steuereinheit 1 , die ausgebildet ist, einen Betrieb einer Drehstrom-Maschine 4, insbesondere eines Drehstrom -Motors, zu steuern. Die Steuereinheit 1 umfasst dazu einen Stromregler 2, der ausgebildet ist, ein Drehstrom-Sollsignal isoii und ein Drehstrom-Messsignal imess zu empfangen und daraus ein Drehstrom-Stellsignal u zu erzeugen. Anschließend gibt der Stromregler 2, d.h. die Steuereinheit 1 , das Drehstrom-Stellsignal u an einen Umrichter 3 aus. Das Drehstrom-Stellsignal u ist bevorzugt ein PWM-Steuersignal, insbesondere ein PWM-Tastverhältnis. Der Umrichter 3 legt dann PWM-Spannungen uPwmi, uPwm2 und uPwm3 entsprechend dem PWM-Steuersignal an die Statorwicklungen der Drehstrom-Maschine 4 an.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Phasendreher 6 des PLL-Fil- ters 5 ausgebildet, einen Stromwert von einer Phase der Drehstrom-Maschine 4 zu empfangen. Wie in Fig. 1 gezeigt, setzt sich der Stromwert aus einem zeitlichen Verlauf iu und einem Phasenwinkel phiei zusammen. Nach dem Empfang wird der Stromwert, d.h. der zeitlichen Verlauf iu des Stromwerts, um vorgegebene Phasenwinkel, d.h. einen ersten vorgegebenen Phasenwinkel und einen zweiten vorgegebenen Phasenwinkel, durch den Phasendreher 6 des PLL-Filters 5 gedreht, um die Stromwerte der verbleibenden beiden Phasen der Drehstrom-Maschine 4 zu erhalten. Insbesondere werden zu dem Phasenwinkel phiei des empfangenen Stromwerts 120° und 240° addiert, um die Phasenwinkel der Stromwerte der beiden anderen Phasen der Drehstrom-Maschine 4 zu erhalten. Anschließend gibt der PLL- Filter 5 die durch Drehung erhaltenen Stromwerte der beiden verbleibenden Phasen zusammen mit dem empfangenen Stromwert als das Drehstrom-Messsignal imess an den Stromregler 2 aus.
Dem erfassten Stromwert, d.h. des zeitlichen Verlaufs des Stromwerts, kann, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Rauschsignal-Anteil 7 überlagert sein. Der PLL-Filter 5 kann dann so ausgebildet sein, dass er den Rauschsignal-Anteil 7 aus dem Stromwert, d.h. des zeitlichen Verlaufs, herausfiltert.
Es ist anzumerken, dass der PLL-Filter 5 auch ausgebildet sein kann, dass er einen komplexen Strom aus dem empfangenen Stromwert berechnet und anschließend einen Effektivwert des komplexen Stroms um die vorgegebenen Phasenwinkel dreht. Der Stromregler 2 ist dann, wie bereits erwähnt, imstande, aus dem empfangenen Drehstrom-Messignal iMess das Drehstrom-Stellsignal u unter Verwendung eines bekannten feldorientierten Regelverfahrens bzw. Vektorregelverfahrens zu ermitteln und auszugeben.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Phasendreher 6 des PLL-Filters 5 ausgebildet, Stromwerte von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine 4 zu empfangen. Die Stromwerte setzten sich dabei erneut aus zeitlichem Verlauf und Phasenwinkel zusammen.
Der P LL-Filter 5 kann dann so konfiguriert sein, dass er nur einen der beiden Stromwerte um einen vorgegebenen Phasenwinkel dreht. Entsprechend des ausgewählten Stromwerts und dessen Phasenverschiebung zu dem anderen empfangenen Stromwert kann der vorgegebene Phasenwinkel, um den der zeitliche Verlauf des ausgewählten Stromwerts gedreht wird, 120° oder 240° sein.
Alternativ kann der P LL-Filter 5 auch so konfiguriert sein, dass er aus den beiden Stromwerten einen kombinierten Stromwert berechnet und diesen kombinierten Stromwert um einen vorgegebenen Winkel dreht. Beispielsweise kann ein Stromwert um die Phasendifferenz zwischen den beiden empfangenen Stromwerten gedreht werden. Das heißt, die beiden Stromwerte werden phasenmäßig überlagert. Anschließend kann ein Mittelwert zwischen den beiden Stromwerten, d.h. den zeitlichen Verläufen der beiden Stromwerte, gebildet werden, um den kombinierten Stromwert zu erhalten. Der kombinierte Stromwert wird dann um den vorgegebenen Winkel gedreht um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Reduzierung der Anzahl an Stromsensoren sowie die Steuerung einer Drehstrom-Maschine bei Verlust eines Stromwerts einer Phase bzw. bei Verlust von Stromwerten von zwei Phasen. Bezuqszeichenliste
1 Steuereinheit 2 Stromregler
3 Umrichter
4 Drehstrom-Maschine
5 PLL-Filter
6 Phasendreher 7 Rauschsignal-Anteil
8 Antriebsstrang

Claims

Ansprüche
1 . Steuereinheit (1 ) zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine (4), insbesondere eines Drehstrom-Motors, mit: einem Stromregler (2), der ausgebildet ist, ein Drehstrom-Sollsignal (isoii) und ein Drehstrom-Messsignal (imess) zu empfangen und daraus ein Drehstrom-Stellsignal (u) zu erzeugen und auszugeben, um die Drehstrom- Maschine (4) entsprechend zu steuern, gekennzeichnet durch einen PLL-Filter (5), der ausgebildet ist, einen Stromwert, der zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine (4) zu empfangen und den Stromwert um vorgegebene Phasenwinkel zu drehen, um die Stromwerte der verbleibenden Phasen zu erhalten, oder
Stromwerte, die jeweils zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine (4) zu empfangen und einen der Stromwerte oder einen aus den beiden Stromwerten kombinierten Stromwert um einen vorgegebenen Phasenwinkel zu drehen, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten, und die erhaltenen Stromwerte zusammen mit dem empfangenen Stromwert oder den erhaltenen Stromwert zusammen mit den empfangenen Stromwerten als das Drehstrom-Messsignal (imess) auszugeben.
2. Steuereinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stromregler (2) ausgebildet ist, das Drehstrom-Stellsignal (u) in Form eines PWM-Steuersignals auszugeben.
3. Steuereinheit (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL-Filter (5) ausgebildet ist, den Stromwert um 120° und 240° zu drehen, oder den einen Stromwert oder den kombinierten Stromwert um 120° oder 240° zu drehen.
4. Steuereinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwert oder die Stromwerte einen Rauschsignal- Anteil (7) aufweisen und der PLL-Filter (5) ausgebildet ist, den Rauschsignal-Anteil (7) aus dem Stromwert oder den Stromwerten herauszufiltern.
5. Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Drehstrom-Maschine (4) mit den folgenden Schritten:
Empfangen eines Drehstrom-Sollsignals (isoii) und Empfangen eines Drehstrom-Messsignals (imess);
Erzeugen eines Drehstrom-Stellsignals (u) aus dem Drehstrom-Sollsignal (isoii) und dem Drehstrom-Messsignal (imess); und Ausgeben des Drehstrom-Stellsignals (u) dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Schritt zum Empfangen des Drehstrom-Messsignals (imess) ferner aufweist:
Empfangen eines Stromwerts, der zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine (4) und Drehen des Stromwerts um vorgegebene Phasenwinkel, um die Stromwerte der verbleibenden Phasen zu erhalten, oder
Empfangen von Stromwerten, die jeweils zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine (4) und Drehen eines der beiden Stromwerte oder eines aus den beiden Stromwerten kombinierten Stromwerts um einen vorgegebenen Phasenwinkel, um den Stromwert der verbleibenden Phase zu erhalten, und Ausgeben der erhaltenen Stromwerte zusammen mit dem empfangenen Stromwert oder des erhaltenen Stromwerts zusammen mit den empfangenen Stromwerten als das Drehstrom-Messsignal (imess).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wiederholt durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehstrom-Stellsignal (u) in Form eines PWM-Steuersignals ausgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der empfangene Stromwert um 120° und 240° gedreht wird, oder der eine Stromwert oder der aus den beiden Stromwerten kombinierte Stromwert um 120° oder 240° gedreht wird.
9. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 auszuführen.
10. Antriebsstrang (8) mit: einer Drehstrom-Maschine (4), einem Umrichter (3), der ausgebildet ist, die Drehstrom-Maschine (4) entsprechend einem Drehstrom-Stellsignal zu betreiben, und einem Stromsensor, der ausgebildet ist, einen Stromwert, der zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweist, von einer Phase der Drehstrom-Maschine (4) zu erfassen, oder zwei Stromsensoren, die ausgebildet sind, Stromwerte, die jeweils zeitlichen Verlauf (iu) und Phasenwinkel (phiei) aufweisen, von zwei Phasen der Drehstrom-Maschine (4) zu erfassen, gekennzeichnet durch die Steuereinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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