Methoden zur Parameterbestimmung und Störgrößenkompensation sensorlos geregelter Asynchronmaschinen

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt die Problematik der sensorlosen Flusserfassung bei Drehstromasynchronmaschinen zur drehgeberlosen Maschinenregelung, speziell im kritischen Drehzahlbereich rund um den Flussstillstand. Der angesprochene Forschungsschwerpunkt wird hierzu anhand mehrerer weiterentwickelter und neuer Ansätze zur Flusswinkelbestimmung untersucht. Die wesentlichen Ziele mittels Schlagwörtern formuliert sind dabei: Verbesserung des Stabilitätsverhaltens von EMF-basierten Flussmodellen mittels intelligenten rückgekoppelten Kompensationsansätzen, die Minimierung störender Arbeitspunktveränderungen zufolge der Umrichtertotzeit beim Inform-Verfahren, Implementierung eines effektiven und intelligenten Korrekturmechanismus für den aus der Lastabhängigkeit des Inform-Signals herrührenden Inform-Winkelfehler, sowie die Zusammenführung der einzelnen Teilbereiche hin zu einem kombinierten höchst stabilen Flussmodell. Weiters wird der während der Dissertation entwickelte Ansatz zur Flusswinkelbestimmung, basierend auf der Integration der Inform-Auswertung direkt in die Grundwellen-PWM (nur die beiden aktiven PWM-Zustände werden verwendet) im Rahmen dieser Arbeit auführlich dokumentiert.<br />

Due to the simple production process and its robustness the induction motor is still the most commonly used machine in drive applications. Modern industrial drives with induction machines are usually equipped with a mechanical shaft sensor to estimate the flux position required by the field orientated control (FOC) for highly dynamic operation. In order to omit this sensor, sensorless methods that are only based on current and voltage measurements have been developed in recent years. Currently sensorless field orientated control at zero frequency is only possible by exploiting the magnetic asymmetry of the machine using transient signal injecting methods like shown in the INFORM approach. The conventional INFORM method (Indirect Flux detection by Online Reactance Measurement) is based on an additional excitation of the machine with transient voltage pulses (INFORM pulse sequence) and the measurement of the resulting current response. In order to extract the flux angle with the INFORM-method in general each switching operation by the inverter can be used, which will be an important fact in the last part of this thesis.