Regelung von Induktionsmaschinen im gesamten Drehzahlbereich ohne Gebersystem

Zusammenfassung

Der geberlose Betrieb von elektrischen Maschinen bietet durch den Wegfall des Gebers zahlreiche Potentiale: So können Kosten, Bauvolumen und Wartungsaufwand reduziert werden. In dieser Dissertation wird eine Beobachterstruktur mit zugehöriger Lage- bzw. Drehzahladaption entworfen, die im gesamten Drehzahlbereich unabhängig von der Statorfrequenz verwendet werden kann. Das Verfahren basiert auf einer hybriden Auswertung, die sowohl die Drehzahlinformation durch die induzierte Spannung als auch die Rotorlageinformation auf Basis einer Anisotropie nutzt. Ein neuartiges Rotordesign für die Induktionsmaschine wird zur Steigerung der Anisotropie untersucht. Dazu wird eine kurzgeschlossene Zusatzwicklung einachsig in den Rotor eingelegt. Das untersuchte Verfahren in Kombination mit dem vorgeschlagenen Rotordesign ermöglicht die Anwendung der Induktionsmaschine als geberlosen Antrieb im gesamten Drehzahlbereich.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2022
ISBN-Online: 978-3-95900-708-5
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IAL
Band: 02/2022
Sprache: Deutsch
Seiten: 264
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Kurzfassung Kein Zugriff
2. Abstract Kein Zugriff
3. Formelzeichenkonvention Kein Zugriff
4. Formelzeichenverzeichnis Kein Zugriff
1. Thematische Einordnung Kein Zugriff
2. 1. EMK-basierte Verfahren Kein Zugriff
  2. Verfahren mittels Ausnutzung parasitärer Effekte Kein Zugriff
  3. Anisotropie-basierte Verfahren mit HF-Injektion Kein Zugriff
  4. Gezielte Erzeugung einer Anisotropie durch das Maschinendesign Kein Zugriff
3. Forschungsleitende Hypothesen Kein Zugriff
4. Aufbau der Arbeit Kein Zugriff
1. Gesamtsystem Kein Zugriff
2. 1. Raumzeiger Kein Zugriff
  2. Vereinfachtes Modell der Induktionsmaschine mit Raumzeigern Kein Zugriff
  3. Berechnung des Drehmoments Kein Zugriff
  4. Betriebsbereiche Kein Zugriff
3. 1. Pulsdauermodulation Kein Zugriff
  2. Abbildungsfehler des Wechselrichters Kein Zugriff
4. 1. Stellwertbegrenzung und Anti-Windup-Regler Kein Zugriff
  2. Parametrierung der Regler Kein Zugriff
  3. Rotorflussschätzung Kein Zugriff
1. 1. Berücksichtigung der Schrägung Kein Zugriff
  2. Berücksichtigung der Nutung Kein Zugriff
  3. Berücksichtigung der Exzentrizitäten Kein Zugriff
  4. Berücksichtigung der Sättigung Kein Zugriff
  5. Bestimmung der resultierenden Leitwertwelle Kein Zugriff
2. 1. Nutstreuung (Einschichtwicklung) Kein Zugriff
  2. Nutstreuung (Zweischichtwicklung) Kein Zugriff
  3. Wicklungskopfstreuung Kein Zugriff
3. 1. Berechnung der Maschineninduktivitäten Kein Zugriff
  2. Berechnung des Drehmoments Kein Zugriff
1. 1. Beobachter im -Koordinatensystem Kein Zugriff
  2. Beobachter im -Koordinatensystem Kein Zugriff
2. 1. Beobachterfehler in -Koordinaten Kein Zugriff
  2. Beobachterfehler in geschätzten -Koordinaten Kein Zugriff
  3. Simulative Untersuchung des Beobachterfehlers Kein Zugriff
3. 1. Gradientenabstiegsverfahren Kein Zugriff
  2. Bestimmung des Gradienten für die Drehzahlschätzung Kein Zugriff
  3. Modifikation der Drehzahladaption Kein Zugriff
  4. Parametrierung der Drehzahladaption Kein Zugriff
  5. Bewertung des Übertragungsverhaltens der Drehzahlschätzung Kein Zugriff
4. 1. Injektionsmuster Kein Zugriff
  2. Anisotropie-basierte Auswertung des Beobachterfehlers Kein Zugriff
  3. Design der Rotorlageschätzung Kein Zugriff
  4. Erweiterung der Beobachterstruktur für HF-Parameter Kein Zugriff
  5. Bewertung des Übertragungsverhaltens der Lageschätzung Kein Zugriff
5. Synthese der EMK- und Anisotropie-basierten Auswertungen Kein Zugriff
1. Prinzip Kein Zugriff
2. 1. Mathematische Beschreibung der Wirkung der Zusatzwicklung auf HF-Signale Kein Zugriff
  2. Einfluss der Parameter der Zusatzwicklung auf die Anisotropie Kein Zugriff
  3. Erweiterung des Modells mit nicht-sinusförmiger Feldverteilung für die IM mit Zusatzwicklung Kein Zugriff
  4. Ermittlung der Anisotropie auf Basis des detaillierten IM-Modells mit Zusatzwicklung Kein Zugriff
3. 1. Anzahl der Zusatzwicklung pro Polteilung Kein Zugriff
  2. Material der Zusatzwicklung Kein Zugriff
  3. Form der Zusatzleiter und Abmessungen Kein Zugriff
  4. Ausführung des Wicklungskopfs Kein Zugriff
  5. Bezeichnungcode der Designs Kein Zugriff
4. 1. Ermittlung der Anisotropie Kein Zugriff
  2. Bewertungskriterien für Anisotropiebetrachtung Kein Zugriff
  3. Betrachtung der Designs mit Variation des Materials der Zusatzwicklung Kein Zugriff
  4. Betrachtung der Designs mit Variation der Form Kein Zugriff
  5. Betrachtung der Designs mit Variation der Abmessungen Kein Zugriff
  6. Betrachtung der Designs mit Variation der Anzahl der Zusatzleiter pro Polteilung und Verbindungsweise Kein Zugriff
  7. Ableitung allgemeiner Designempfehlungen Kein Zugriff
5. Aufbau eines Prototypen mit Zusatzwicklung Kein Zugriff
6. 1. Bestimmung der Anisotropie mittels Impedanzmessung Kein Zugriff
  2. Bestimmung der Anisotropie mittels Stromanstiegsauswertung Kein Zugriff
  3. Bestimmung der Anisotropie mittels rotierender HF-Injektion Kein Zugriff
  4. Vergleich der Messmethoden zur die Bestimmung der Anisotropie Kein Zugriff
  5. Vergleich mit IM ohne Zusatzwicklung Kein Zugriff
  6. Vergleich mit FEM-Simulation Kein Zugriff
  7. Vergleich mit der Berechnung basierend auf dem detaillierten IM-Modell mit Zusatzwicklung Kein Zugriff
1. 1. Simulationsmodell der IM Kein Zugriff
  2. Simulationsmodell des WR Kein Zugriff
  3. Simulationsmodell der Stromsensorik Kein Zugriff
  4. Simulationsmodell der Last Kein Zugriff
  5. Simulationsmodell der FOR Kein Zugriff
  6. Lage-/ Drehzahlschätzung Kein Zugriff
2. 1. Simulation der stromgeregelte IM aus Prüfstand P1 Kein Zugriff
  2. Simulation der drehzahlgeregelten IM aus Prüfstand P1 Kein Zugriff
  3. Simulation der stromgeregelten IM aus Prüfstand P2 Kein Zugriff
  4. Simulation der drehzahlgeregelte IM aus Prüfstand P2 Kein Zugriff
1. 1. Prüfstand P1 Kein Zugriff
  2. Prüfstand P2 Kein Zugriff
2. 1. Drehzahlgeregelter Betrieb Kein Zugriff
  2. Drehmomentgeregelter Betrieb Kein Zugriff
3. 1. Genauigkeit der Rotorlageschätzung Kein Zugriff
  2. Kompensation des Rotorlageschätzfehlers Kein Zugriff
  3. Stromgeregelter Betrieb Kein Zugriff
  4. Drehzahlgeregelter Betrieb Kein Zugriff
  5. Synthese Kein Zugriff
Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 187 - 190
1. Raumzeigertransformation Kein Zugriff
2. Optimierungskriterien zur Parametrierung von Reglern Kein Zugriff
3. Herleitung zur Berechnung der Induktivität mittels der Wicklungsfunktion Kein Zugriff
4. Widerstandsmatrix und Induktivitätsmatrix für die Käfigwicklung für das IM-Modell mit nicht-sinusförmiger Feldverteilung Kein Zugriff
5. Berechnung des stationären Arbeitspunktes einer Induktionsmaschine Kein Zugriff
6. Herleitung der Übertragungsfunktion des Beobachters mittels Linearisierung Kein Zugriff
7. Komponenten des Prüfstands P1 Kein Zugriff
8. Komponenten des Prüfstands P2 Kein Zugriff
9. 1. Messtechnische Bestimmung der Störspannung Kein Zugriff
  2. Methoden zur Kompensation der Störspannung Kein Zugriff
  3. Experimentelle Ergebnisse zur Kompensation des Abbilungsfehlers Kein Zugriff
10. 1. Ergebnisse der Parameteridentifikation Kein Zugriff
11. Weitere am Prüfstand P1 erzielte Ergebnisse für die EMK-basierte Auswertung im drehzahlgeregelten Betrieb Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 257 - 256
Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 257 - 264