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Fremderregte Maschinen mit symmetrischem Magnetkreis – Elektronisch kommutierte Gleichstrommaschinen und Synchronmaschinen

  • Ekkehard Bolte
Chapter

Zusammenfassung

Der konstruktiv mechanische Aufbau der hier betrachteten elektrischen Maschinen und das zugeordnete leistungselektronische Stellglied werden beschrieben. Auf dieser Grundlage werden die Drehmomentenbildung und Stromaufnahme, die Funktionsweise und das Betriebsverhalten für stationären Betrieb an konstanter Zwischenkreisspannung behandelt.

Die sensorlose Kommutierung wird betrachtet und für die Betriebsart Back-EMF-Sensing detailliert dargestellt.

Der stationäre Betrieb mit eingeprägten sinusförmigen Spannungen, das ist ja der klassische Synchronbetrieb, wird mit den aus der komplexen Wechselstromrechnung bekannten Methoden analysiert. Ein sogenannter Torque-Motor wird als Beispiel einbezogen. Auch der Betrieb mit veränderlicher Drehzahl und quasistationäres Bremsen werden behandelt.

Schließlich werden die Motorkonzepte für stationären Betrieb miteinander verglichen. Motorkonzept steht hier für die Kombination von mechanischem Aufbau und elektrischer Betriebsart.

Für den dynamischen Betrieb wird ein eigenes mathematisches Modell (Einführung von Raumzeigergrößen) entwickelt. Daraus wird der rotorfeldorientierte Betrieb abgeleitet, für den ein Regelantrieb behandelt wird. Ein Anwendungsbeispiel erläutert diese Betriebsart. Die betrachtete Regelung nutzt/braucht die Rotorlage als Messgröße. Die Lageinformation kann auch aus mathematischen Modellen gewonnen werden. Hier wird ein adaptives Verfahren, das Model Reference Adaptive Control (MRAC) angewendet.

Das dynamische Betriebsverhalten wird oben beschrieben durch gekoppelte nichtlineare gewöhnliche Differentialgleichungen. Hierfür wird eine analytische Integrationsmethode entwickelt, für deren numerische Auswertung ein PC-Programm vorgestellt wird.

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Authors and Affiliations

  1. 1.Fakultät für ElektrotechnikHelmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr HamburgHamburgDeutschland

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