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

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen dieses Projekts sollte ein neues Geberloses Verfahren praktisch an verschiedenen Maschinentypen verifiziert werden. Das Verfahren der Beliebigen Injektion, welches auf der prädiktiven Drehmomentregelung basiert, wurde im Rahmen dieses Projekts dahingehend erweitert, dass es ebenfalls für die feldorientierte Regelung eingesetzt werden kann. Gegenüber bekannten Methoden kann dieses Verfahren für den gesamten Drehzahlbereich eine geberlose Regelung realisieren und weist zusätzlich sehr gute Eigenschaften bei transienten Vorgängen auf. Um die Regelung verschiedener Maschinentypen mit dieser Methode grundsätzlich zu ermöglichen war es notwendig, die mittlere Induktivität der jeweiligen Maschinen im Betrieb zu ermitteln. Dies wurde im Rahmen dieses Projekts gelöst und veröffentlicht. Im Verlauf des Projekts zeigte sich, dass die Grundidee nicht an die prädiktive Drehmomentregelung gebunden ist und eine Erweiterung auf die feldorientierte Regelung einer deutlich höheren Verbreitung förderlich sei. Für die Anwendung auf die feldorientierte Regelung wurde eine andere Strategie gewählt die Grundwelleneinflüsse der Maschine zu berücksichtigen. Dieser Ansatz wurde ebenfalls veröffentlicht. Basierend auf den Erkenntnissen in diesem Projekt, können weitere Maschinentypen untersucht werden, welche beispielsweise über eine diskrete Statorwicklung verfügen. Erste Untersuchungen zeigten, dass eine Regelung nicht trivial ist und die hier vorgestellte Methode als Basis verwendet werden kann.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• "Saliency based sensorless field-oriented control for permanent magnet synchronous machines in the whole speed range", Sym. on Sensorless Control for Electrical Drives (SLED), pp.1–6, 2012
  D. Paulus, P. Landsmann and R. Kennel
  
• “Saliency based sensorless predictive torque control with reduced torque ripple” in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 10, pages 4311–4320, 2012
  P. Landsmann and R. Kennel
  
• "General arbitrary injection approach for synchronous machines", Sym. on Sensorless Control for Electrical Drives and Predictive Control of Electrical Drives and Power Electronics (SLED/PRECEDE), pp.1–6, 2013
  D. Paulus, P. Landsmann and R. Kennel