Temperaturschätzung der Rotor- und Statorwicklung bei sensorlos geregelten Asynchronmaschinen
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Projektes sollen die Temperatur der Stator und Rotorwicklung einer geberlos geregelten Asynchronmaschine geschätzt werden. Hinsichtlich der erhöhten Schwierigkeit der geberlosen Regelung von Asynchronmaschinen wurde ein Prüfstand mit einer permanent erregten Synchronmaschine (PMSM) aufgebaut, um zunächst bestmögliche Ergebnisse in der Temperaturschätzung erzielen zu können. Im speziellen sollte untersucht werden, inwiefern sich die Hochfrequenz (HF) Injektion der geberlosen Regelung bei Stillstand dazu nutzen lässt um Temperaturinformationen zu erhalten. Im Rahmen diese Projekts konnte als einziger Zusammenhang nachgewiesen werden, dass die unter rotierender Injektion rückgemessene Verlustleistung (Produkt PWM Spannung und gesampelter Strom) mit der Temperatur des Statoreisens korrelliert. Neben der Tatsache dass dieser Effekt nur sehr schwach und im realen Betrieb nur schwer nachweisbar ist, ist die Temperatur des Statoreisens unkritisch. Eine Schätzung der Phasen- und der Permanentmagnettemperatur mittels HF Injektion wurde damit ausgeschlossen. Eine Grundwellen-basierte Temperaturschätzung wurde mittels Recursive Least Squares Algorithmus umgesetzt. Das Verfahren zeigte sich sehr rauscharm, jedoch musste erkannt werden, dass die berechneten Temperaturwerte von den durchlaufenen Strom- und Drehzahl-Trajektorien abhängen. Die Schätzung der Permanentmagnet-Temperatur befindet sich mit bis zu Fehler noch im akzeptablen Bereich, wohingegen die Phasen-Temperatur, abhängig von der durchlaufenen Trajektorie weit über Fehler aufweisen kann und damit für die Anwendung unbrauchbar ist. Für die ungenaue Schätzung der Phasentemperatur wurden mehrere Gründe identifiziert und weitere Untersuchungen zur Lösung des Problems vorgeschlagen.
