Entwurf und Aufbau einer digitalen Strom- und Drehzahlregelung für eine permanentmagneterregte Synchronmaschine

ISBN-13: 9783838626208 / Niemiecki / Miękka / 2000 / 276 str.

Rudiger Kusch

Opis

Inhaltsangabe: Beinleitung: ei der Konzeption und Auslegung eines elektrischen Antriebssystems mussen im wesentlichen Punkte wie Oberwellengehalt, Pendelmomente, Schaltverluste, Regeldynamik und Verhalten bei nicht-stationarem Betrieb untersucht werden. Diese Arbeit hat auf Basis eines konfigurierbaren Mikrocontrollers die Grundlage hierfur geschaffen. Der elektrische Antrieb ist eine Synchronmaschine mit permanenterregtem Axialfeld und Ringkernwicklung (SPARK). Um beim verwendeten spannungseinpragenden Zwischenkreisumrichter die bestmogliche Ausnutzung zu erwirken, wird die Raumzeiger-Pulsweitenmodulation verwendet. Die Regelung ist als feldorientierte Regelung in rotorbezogenen (d, q)-Koordinaten realisiert. Gang der Untersuchung: Der erste Teil der Arbeit bestand darin, die vorhandenen Hardwarekomponenten an das SAB80C167-Evaluation Board anzupassen. Aus den Phasenstromen (LEM-Module) und der absoluten Rotorlage (Resolver) wurde ein Pulsmuster generiert, das einen 3-phasigen Bruckenwechselrichter ansteuert. Die Stromsignale sind sinusformige Signale und werden uber ein Eingangsfilter der Analogeinheit zugefuhrt. Im zweiten und umfangreicheren Teil wurden die C-Routinen fur die feldorientierte Regelung implementiert und optimiert. Mit Hilfe des Satzes nichtlinearer Differentialgleichungen, die die Synchronmaschine beschreiben, wurde der geschlossene Regelkreis entwickelt. Somit entstand die bekannte kaskadenformige Reglerstruktur mit PI-Stromregler, I-Drehzahlregler und P-Lageregler. Um fur den Stromregelkreis eine Zykluszeit von 400s erreichen zu konnen, ist das Zahlenformat durchgangig Integer. Die bezuglich der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielten Ergebnisse sind im Vergleich zu bisherigen DSP-basierende Losungen recht zufriedenstellend. Benotigte mathematische Funktionen sind als Iterationen bzw. als eine LUT (look-up table) realisiert. Es wurde eine angemessene Skalierung der Groen vorgenommen, damit der sich fortpflanzende Fehler moglichst gering blei