Geberlose Drehzahl- und Lagerregelung von Synchronmaschinen im kompletten Drehzahlbereich durch prädiktive Drehmomentregelung ohne Signalinjektion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ralph Kennel
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 204480558

Durch Vermeidung von Drehzahlsensoren in der elektrischen Antriebstechnik lassen sich u.a. Kosten und Bauraum sparen und eine verbesserte Ausfallsicherheit erzielen. Am Lehrstuhl für Elektrische Antriebssysteme und Leistungselektronik wurde ein neues Verfahren entwickelt, welches einen Algorithmus zur Rotorlageschätzung mit einer prädiktiven Drehmomentregelung von synchronen Drehfeldmaschinen kombiniert. Diese drehgeberlose Prädiktivregelung (encoderless predictive torque control, EPTC) liefert Lage- und Drehzahlinformationen, die neben der reinen Drehmomentregelung den Einsatz in kaskadierten Lage- und Drehzahlregelkreisen ermöglichen. Erste Simulationen und Messungen zeigen vielversprechende Ergebnisse. So erlaubt das Geberlosverfahren durch die Kombination mit der prädiktiven Drehmomentregelung im Gegensatz zu anderen praktisch relevanten Verfahren (HF-Injektion und Grundwellenverfahren) eine ganzheitliche geberlose Regelung im gesamten Drehzahlbereich. Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll der bestehende Algorithmus erweitert werden, so dass er universell für unterschiedliche Typen von Synchronmaschinen einsetzbar ist. Zudem soll er derart in seiner Robustheit verbessert werden, dass er auch für den industriellen Einsatz interessant wird. Hier-zu sind eingehende analytische Betrachtungen sowie praktische Versuchsreihen an unterschiedlichen Arten synchroner Drehfeldmaschinen notwendig.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen