Untersuchungen an einem neuartigen Antriebssystem, basierend auf dem Reluktanzprinzip, mit vollständiger Verlustmodellierung
Seiten
2011
|
1., Aufl.
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0597-4 (ISBN)
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0597-4 (ISBN)
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Die Grundlage des Antriebssystems bilden ein hochpoliger Scheibenläufermotor, basierend auf dem Reluktanzprinzip, mit integrierter, sensorloser Rotorpositionserfassung, sowie ein Stromrichter mit zusätzlichen Freiheitsgraden und einer Antriebs- und Drehmomentregelung für den gesamten Drehzahlbereich.
Schwerpunkt der Arbeit war die Entwicklung einer vollständigen Verlustmodellierung des Antriebssystems für den optimierten Einsatz mit einer Online – Drehmomentregelung. Dazu erfolgt zunächst die Einführung des hochpoligen Scheibenläufers, gefolgt von der Vorstellung eines Stromrichterkonzepts mit zusätzlichen Freiheitsgraden. Die vorteilhaften Eigenschaften des Scheibenläufers führen allerdings erst in Kombination mit dem vorgestellten Stromrichter und einer geeigneter Regelung zum konkurrenzfähigen Antriebssystem.
Als Basis für die angesprochene, geeignete Regelung wird ein Maschinenmodell aufgezeigt. Dieses gibt einerseits den gesamten Betriebsbereich der Maschinenkennlinien wieder und ist andererseits für den Einsatz in einer Online – Drehmomentregelung hinsichtlich der mathematischen Komplexität und des Rechenaufwandes geeignet.
Weiterhin werden alle auftretenden Verluste eines elektrischen Antriebssystems erläutert und Lösungen zur jeweiligen Berücksichtigung im mathematischen Modell erarbeitet. Allerdings stellt die Berücksichtigung der auftretenden Eisenverluste eine deutliche Herausforderung dar, da in der Literatur bisher nur bedingt geeignete Lösungen für den Betrieb mit einer Online – Regelung existieren.
Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit eine erweiterte Kennlinienmodellierung zur vollständigen Berücksichtigung der Eisenverluste entwickelt, die es ermöglicht, die auftretenden Eisenverluste mittels mathematischem Modell direkt und schnell zu bestimmen. Den Abschluss der Arbeit bildet die Vorstellung eines Verfahrens zur „sensorlosen“ Rotorpositionserfassung, welches den gesamten Drehzahlbereich, einschließlich Drehzahl Null, abdeckt und die Regelung des Antriebssystems permanent mit gültigen und genauen Rotorpositionsinformationen versorgt.
Das resultierende Antriebssystem besitzt schließlich Eigenschaften und Vorteile, die den Betrieb in Einsatzgebieten mit extremen Anforderungen, wie z.B. in der Werkzeugmaschinenindustrie, begünstigen.
Schwerpunkt der Arbeit war die Entwicklung einer vollständigen Verlustmodellierung des Antriebssystems für den optimierten Einsatz mit einer Online – Drehmomentregelung. Dazu erfolgt zunächst die Einführung des hochpoligen Scheibenläufers, gefolgt von der Vorstellung eines Stromrichterkonzepts mit zusätzlichen Freiheitsgraden. Die vorteilhaften Eigenschaften des Scheibenläufers führen allerdings erst in Kombination mit dem vorgestellten Stromrichter und einer geeigneter Regelung zum konkurrenzfähigen Antriebssystem.
Als Basis für die angesprochene, geeignete Regelung wird ein Maschinenmodell aufgezeigt. Dieses gibt einerseits den gesamten Betriebsbereich der Maschinenkennlinien wieder und ist andererseits für den Einsatz in einer Online – Drehmomentregelung hinsichtlich der mathematischen Komplexität und des Rechenaufwandes geeignet.
Weiterhin werden alle auftretenden Verluste eines elektrischen Antriebssystems erläutert und Lösungen zur jeweiligen Berücksichtigung im mathematischen Modell erarbeitet. Allerdings stellt die Berücksichtigung der auftretenden Eisenverluste eine deutliche Herausforderung dar, da in der Literatur bisher nur bedingt geeignete Lösungen für den Betrieb mit einer Online – Regelung existieren.
Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit eine erweiterte Kennlinienmodellierung zur vollständigen Berücksichtigung der Eisenverluste entwickelt, die es ermöglicht, die auftretenden Eisenverluste mittels mathematischem Modell direkt und schnell zu bestimmen. Den Abschluss der Arbeit bildet die Vorstellung eines Verfahrens zur „sensorlosen“ Rotorpositionserfassung, welches den gesamten Drehzahlbereich, einschließlich Drehzahl Null, abdeckt und die Regelung des Antriebssystems permanent mit gültigen und genauen Rotorpositionsinformationen versorgt.
Das resultierende Antriebssystem besitzt schließlich Eigenschaften und Vorteile, die den Betrieb in Einsatzgebieten mit extremen Anforderungen, wie z.B. in der Werkzeugmaschinenindustrie, begünstigen.
| Reihe/Serie | Forschungsberichte Leistungselektronik und Steuerungen ; 5 |
|---|---|
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 335 g |
| Einbandart | Paperback |
| Themenwelt | Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik |
| Schlagworte | Antriebstechnik • Elektrotechnik • Leistungselektronik • Reluktanzmaschine • Werkzeugmaschinen |
| ISBN-10 | 3-8440-0597-8 / 3844005978 |
| ISBN-13 | 978-3-8440-0597-4 / 9783844005974 |
| Zustand | Neuware |
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