Regelungsverfahren für Langstator-Synchron-Linearmotoren ohne mechanische Geschwindigkeits- oder Lagegeber

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Roberto Leidhold
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 66434241

Um elektrische Antriebe zu regeln, wird die Lage des Läufers benötigt. Die kann direkt über einen Lagegeber oder indirekt über die Messung nur elektrischen Größen, z.B. Statorstrom und -spannung, ermittelt werden. Da Lagegeber aufwendig sind und zur Störanfälligkeit des Systems beitragen, werden die indirekten Methoden, auch als sensorlose Methoden bekannt, bevorzugt.Bei rotierenden Motoren ist der Lagegeber ein einzelnes Teil, das an der Motorwelle angebracht ist. In Linearmotoren dagegen ist der Lagegeber über die gesamte Strecke ausgedehnt und wird deswegen aufwendiger und störanfällige und deshalb möglichst zu vermeiden. Die sensorlosen Methoden wurden bisher meistens mit Schwerpunkt auf rotierende Motoren erforscht. Die Grundgedanken der sensorlosen Positionserfassung für rotierende Antriebe können aber auch auf lineare Antriebe übertragen werden. Dennoch treten bei Langstator-Linearmotoren zusätzliche Herausforderungen auf: Die Lageabhängigkeit der Induktivitäten, die zur Lageermittlung ausgewertet werden, ist aperiodisch und reduziert, da nur ein Bruchteil des Stators vom Läufer bedeckt ist. Aufgrund des Randeffekts im Stator entsteht eine Gegeninduktivität, die mit der Lageermittlung interferiert. In segmentierten Motoren muss die Lage beim Segmentübergang kontinuierlich ermittelt werden können. Die Eigenschaften, Beschränkungen und mögliche Vorteile von Langstator-Linearmotoren in Bezug auf die sensorlose Lageermittlung werden untersucht. Basierend auf diese Untersuchungen, wird eine Methode zur Lageermittlung entwickelt und getestet, die auch im niederen Geschwindigkeitsbereich und im Stillstand wirkt. Auch wenn der Schwerpunkt dieses Forschungsvorhabens auf den Langstator- Linearmotoren liegt, werden Ergebnisse erwartet, die für andere Motortypen anwendbar sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen