DE102008007100A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Stromregelung oder Momentenregelung - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (13) sowie ein Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung einer Synchronmaschine sind ausgebildet, um in einem Stromregelkreis oder Momentenregelkreis der Synchronmaschine mindestens eine in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgröße (Ud,komp) aufzuschalten.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.
• Stand der Technik
• Synchronmaschinen werden in den meisten Fällen im feldorientierten Koordinatensystem geregelt.
• In der feldorientierten Regelung regeln zwei unabhängige Stromregler den Längsstrom I_d und den Querstrom I_q. Zum Erfolg dieser Regelung muss die Synchronmaschine möglichst gut zwei Voraussetzungen erfüllen. Zum einen muss die magnetische Flussdichte im Luftspalt der unbestromten Maschine über eine elektrische Umdrehung sinusförmig sein. Dies wird als Grundwellenmodell bezeichnet. Des weiteren muss an jedem Ort in der Maschine die magnetische Feldstärke proportional zur magnetischen Flussdichte sein. Dies wird als Linearität bezeichnet.
• Sind beide Bedingungen erfüllt, so gilt, dass die durch die Drehung des Rotors induzierte Spannung (EMK) rein sinusförmig und in ihrer Amplitude proportional zur Drehzahl ist. Ferner sind die Induktivitäten konstant. Das Drehmoment der Maschine ist proportional zum Querstrom I_q im feldorientierten Koordinatensystem. Die durch die Drehung des Rotors induzierte Spannung (EMK) stellt im feldorientierten Koordinatensystem eine Gleichspannung dar, die in ihrer Höhe proportional zur Drehzahl ist.
• Im feldorientierten Koordinatensystem ergibt sich aus dem Grundwellenmodell das folgende Differentialgleichungssystem.
• 
• 9 zeigt einen zeitdiskreten Längsstromregler mit einer Entkopplungsvorsteuerung. Der zeitdiskrete Längsstromregler weist einen Längsstromregler 1, eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund von Rechenzeit und eine Querinduktivität 3 auf.
• 10 zeigt einen zeitdiskreten Querstromregler mit einer Entkopplungsvorsteuerung. Der zeitdiskrete Querstromregler weist eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund von Rechenzeit, einen Querstromregler 4, eine Längsinduktivität 5 und eine Rotorflussverkettung 6 auf.
• Neben dem PI-Regler 1 für den Längsstromzweig und dem PI-Regler 4 für den Querstromzweig kann in der Regelung, wie in den 9 und 10 gezeigt, durch Vorsteuerung eine Grundwellenentkopplung durch die gezeigten Elemente 3, 5, 6 vorgenommen werden. Dadurch kann die Grundwellenkopplungen in Gl. 1 kompensiert werden.
• Bei realen Synchronmaschinen sind die oben genannten Bedingungen nicht in allen Betriebspunkten erfüllt. So wird zum Beispiel bei hohen Strömen das Eisen an einzelnen Orten der Maschine gesättigt. Dies hat eine Verzerrung des Luftspaltfeldes zur Folge.
• Aus Kostengründen können bei Maschinen sehr einfach geformte Permanentmagnete auf den Rotor geklebt und weiterhin die Statornuten nicht geschrägt werden. Das hat zur Folge, dass die durch die Drehung des Rotors induzierte Spannung nicht sinusförmig ist. Ähnliches ist der Fall bei gewissen Motoren, welche in der Vergangenheit als sogenannte Brushless DC-Maschinen mit rechteckförmigen Phasenströmen betrieben wurden und aus diesem Grunde mit einer trapezförmigen induzierten Spannung EMK konstruiert wurden.
• Bei der Regelung in feldorientierten Koordinaten machen sich diese Abweichungen einer realen Maschine von dem idealen, linearen Grundwellenmodell auf verschiedene Weise bemerkbar. So treten beispielsweise bei vielen Maschinen bei hohen Strömen Oszillationen in den Sromregelkreisen auf, welche mit dem Sechsfachen der elektrischen Drehzahl schwingen. Dies entspricht der sechsten Oberschwingung. Bei Maschinen mit nicht-sinusförmigen induzierten Spannungen (EMK) treten diese Schwingungen bereits im unbestromten Zustand auf. Bei niedrigen Drehzahlen vermögen es die Stromregler, diese Oszillationen auf ein akzeptables Maß zu unterdrücken. Bei hohen Drehzahlen hingegen reicht die Bandbreite der Stromregler oftmals nicht aus und die Amplituden der sechsten Oberschwingungen nehmen störende Ausmaße an.
• Ein weiterer Effekt ist das Auftreten von Rastmomenten und/oder Momentenwelligkeit. Das Motormoment ist in solchen Szenarien nicht mehr proportional zum Querstrom. Falls das Drehmoment des Motors gemessen oder durch einen Beobachter geschätzt werden kann, kann ein Momentenregler implementiert werden, der ähnlich zum Querstromregler strukturiert ist, jedoch die Regelabweichung des Drehmoments zum Eingang hat.
• 11 zeigt einen Momentenregler mit einer Zeitverzögerung 2, einer Längsinduktivität 5, einer Rotorflussverkettung 6 und einem Momentenregler 7.
• Aus Sicht der Stromregler können die Oszillationen als zyklische Störspannungen aufgefasst werden. Möglichkeiten zur Kompensation dieser Störspannungen werden in der Literatur nicht vorgestellt.
• Aus Sicht eines Momentenreglers können die Rastermomente und die Momentenwelligkeit als Störmomente formuliert werden.
• Die bekannten Methoden zur Momentenwelligkeitskompensation wirken durch eine Beeinflussung des Stromsollwertes, welcher der Bandbreite und der Parametrierung des Stromregelkreises unterliegt.
• Weiterhin gibt es Konzepte zur Kompensation periodischer Störmomente oder Störkräfte, die auch auf den Sollwert des Stromreglers wirken. Solche Konzepte sind beispielsweise in der DE 40 26 091 A1 beschrieben. Diese Konzepte ermitteln die Amplitude und die Phasenlage des Kompensationssignals durch Beobachter. Durch die Eigendynamik der Beobachter wirken diese Methoden jedoch nicht bei starken Drehzahländerungen.
• Die bekannten Konzepte wirken durch Beobachter oder Filter, die bei sich schnell ändernden Drehzahlen oder Strömen zu unerwünschten Nebeneffekten führen. Außerdem wird auf die Sollströme und nicht direkt auf Spannungen eingewirkt. Dadurch ergibt sich eine Abhängigkeit von der Stromreglerparameterisierung.
• Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
• Vorteile der Erfindung
• Der erfindungsgemäße Ansatz eignet sich zur Stromregelung bzw. Momentenregelung von Synchronmaschinen. Insbesondere lässt sich eine Glättung der Stromwelligkeit oder Momentenwelligkeit bei feldorientiert geregelten Synchronmaschinen erzielen.
• Der erfindungsgemäße Ansatz eignet sich zum einen zur Kompensation der Stromoszillationen oder zur Kompensation der Momentenwelligkeit und der Rastmomente.
• Vorteilhafterweise wird dabei direkt auf die Motorspannung eingewirkt. Der erfindungsgemäße Ansatz ist somit unabhängig von Strom- oder Momentenreglereinstellungen. Die Kompensation kann durch das vorsteuernde Aufschalten von Kompensationsspannungen aus Kennfeldern erfolgen. Dadurch muss nicht die Dynamik von Beobachtern berücksichtigt werden.
• Wird zu einem Momentenregler eine Momentenglättung implementiert, können durch eine Referenzfahrt die Stromoszillationen automatisch berücksichtigt werden.
• Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist alle Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung, um in einem Stromregelkreis oder Momentenregelkreis der Synchronmaschine mindestens eine, in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgröße aufzuschalten.
• Ferner kann eine Frequenz der mindestens einen Stellgröße einem ganzzahligen Vielfachen einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine entsprechen.
• Eine Amplitude und eine Phasenlage der mindestens einen über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmigen Stellgröße kann durch Kennfelder und/oder durch analytische Funktionen der Drehzahl und/oder des Längs- und/oder Querstroms und/oder des Ist-Moments und/oder des Soll-Moments der Synchronmaschine abgebildet werden.
• Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung einer Synchronmaschine mit einem parallel geschalteten zeitdiskreten Filter mit einem konjugiert-komplexen Polstellenpaar, wobei das Polstellenpaar in seinem Argument mit einem ganzzahlig Vielfachen einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine nachführbar ist.
• Das Filter kann ausgebildet sein, um eine Kompensationsspannung zur Glättung einer Stromwelligkeit in einem Längs- und/oder Querstromregelkreis oder zur Glättung von Momentenwelligkeit in einem Momentenregelkreis der Synchronmaschine aufzuschalten.
• Vorteilhafterweise werden die Amplitude und die Phasenlage der Sinusspannung der Stellgröße mittels eines Kennfelds bestimmt, wobei die Bestimmung der Kennfelder in einer Referenzfahrt mit zur Regelung parallelgeschaltetem Filter (siehe bspw. 4 und 5) erfolgt. Die Synchronmaschine kann jeweils als Linearantrieb oder als rotative Maschine ausgebildet sein.
• Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcodemitteln ist dazu ausgelegt, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn dieses Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, durchgeführt wird.
• Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, wenn dieses Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, durchgeführt wird.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
• Figurenbeschreibung
• 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Längsstromregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung;
• 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Querstromregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung;
• 3 zeigt einen Prüfstand für eine Referenzfahrt;
• 4 zeigt ein Blockschaltbild einer modifizierten Längsstromregelung mit Grundwellenentkopplung und nachgeführtem Störgrößenkompensationsfilter;
• 5 zeigt ein Blockschaltbild einer modifizierten Querstromregelung mit Grundwellenentkopplung und nachgeführtem Störgrößenkompensationsfilter;
• 6 zeigt eine kanonische Darstellung eines autonomen Störgrößenkompensationsfilters im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises;
• 7 zeigt eine kanonische Darstellung eines autonomen Störgrößenkompensationsfilters im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises;
• 8 zeigt ein Blockschaltbild einer Momentenregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung;
• 9 zeigt einen zeitdiskreten Längsstromregler mit Entkopplungsvorsteuerung;
• 10 zeigt einen zeitdiskreten Querstromregler mit Entkopplungsvorsteuerung; und
• 11 zeigt einen Momentenregler.
• Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Oberwellenkompensation bzw. Oberwellenmodifikation in den Längs- und Querstromregelkreisen einer feldorientiert geregelten Synchronmaschine. Die Kompensation ist für Oberwellen beliebiger Ordnung geeignet, und wird im Folgenden beispielhaft für die Kompensation der sechsten Oberschwingung einer rotativen Synchronmaschine erklärt. Die eigentliche Kompensation bzw. Modifikation im Normalbetrieb kann über das Aufschalten von vorsteuernden Sinusspannungen, deren Amplituden und Phasenlagen entweder aus Kennfeldern oder aus analytischen Ausgleichsfunktionen drehzahl-, querstrom- und längsstromabhängig angepasst werden erfolgen.
• Die Generierung der Kennfelder- bzw. Ausgleichsfunktionen kann während einer Referenzfahrt erfolgen, bei der die Zustände von stromreglerparallelen drehzählabhängig nachgeführten Filtern direkt in Kennfeldstützpunkte umgerechnet werden können. Während der Referenzfahrt kann die zu untersuchende Maschine in einer modifizierten Stromregelung betrieben werden und über einen Antriebsmotor geschwindigkeitsgeregelt werden.
• Analog lassen sich die Oberwellen im Querstrom auch dahingehend modifizieren, dass Rastmomente und/oder Momentenwelligkeiten der Maschine kompensiert werden können.
• Vorteil der beschriebenen Verfahren ist, dass die Kompensation bzw. Modifikation über die Aufschaltung einer zusätzlichen Spannung erfolgen und somit unabhängig von der Bandbreite des Strom- bzw. Momentenreglers erfolgen kann.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermöglicht der erfindungsgemäße Ansatz eine Kompensation beliebiger Oberschwingungen in den Stromregelkreisen durch Vorsteuerung. Oberschwingungen haben eine Frequenz, die dem ganzzahligen Vielfachen der elektrischen Drehzahl entspricht. Die maschinentypspezifischen Parameter der Vorsteuerung können dabei während einer Referenzfahrt aus den Stromreglern parallelgeschalteten Störgrößenfiltern extrahiert werden.
• Im folgen wird der erfindungsgemäße Ansatz zur Oberschwingungskompensation am Beispiel der K-ten Oberwelle mit einem Längsstromsollwert von NULL beschrieben.
• Es wird angenommen, dass die K-te Oberwelle jeweils als Störspannung (U_d,Stör, U_q,Stör) auf die Regelkreise wirkt. Die Amplitude (A_d(I_q)·ω_el, A_q(I_q)·ω_el) der jeweiligen Störspannung ist aufgrund der lokalen magnetischen Sättigung querstromabhängig sowie drehzahlproportional. Wird der Längsstrom nicht zu NULL geregelt, beispielsweise im Feldschwächebetrieb, wird auch eine Längsstromabhängigkeit berücksichtigt.
• Die Frequenz der Störsignale entspricht jeweils dem K-fachen der elektrischen Drehzahl. Die Phasenlage (γ_d(I_q, ω_el), γ_q(I_q, ω_el)) der Störgrößen ist drehzahl- und querstromabhängig. Wird der Längsstrom nicht zu NULL geregelt, beispielsweise im Feldschwächebetrieb, wird auch eine Längsstromabhängigkeit berücksichtigt. Ud,stör = –Ad(Iq)·ωel·cos(6·φel + γd(Iq)) Gl. 2 Uq,stör = –Aq(Iq)·ωel·cos(6·φel + γq(Iq)) Gl. 3
• Um diese Störspannungen zu kompensieren, wird nun im Längs- und im Querstromregelkreis die jeweilige Gegenspannung auf geschaltet. Dabei wird aufgrund der Stellgrößenverzögerung um einen Stromreglertakt im Block 2 (gezeigt in den 1 und 2) eine andere Phasenlage (γ*_d(I_q, ω_el), γ*_q(I_q, ω_el)) berücksichtigt.
• 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Längsstromregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Längsstromregelung weist einen Längsstromregler 1, eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund einer Rechenzeit, eine Querinduktivität 3, einen Block 8 mit einer Ordnung K der zu kompensierenden/manipulierenden Oberwelle, ein Kennfeld 9 oder eine Ausgleichsfunktion 9 zur Abbildung der Phasenlage γ*_d in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl, einen Block 10 zum Bilden des Kosinus des Eingangssignals, ein Kennfeld 11 oder eine Ausgleichsfunktion 11 zur Abbildung der Amplitude A_d in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl und eine Regelstrecke 12 für den d-Stromzweig auf. Die Blöcke 8, 9, 10, 11 formen eine Vorsteuerung 13 zur Kompensation der Störspannung bzw. Stromwelligkeit im Längsstromregelkreis.
• Der Block 1 ist ausgebildet, um eine Regelabweichung e^Id zu empfangen und über einen ersten Summationsblock ein Signal an den Block 2 bereitzustellen. Der Block 2 ist ausgebildet, um ein Signal U_d über einen zweiten Summationsblock an den Block 12 bereitzustellen. Der zweite Summationsblock ist ausgebildet, um zusätzlich ein Signal U_{d,Grundwellenkopplung} und ein Signal U_d,stör zu empfangen. Der Block 12 ist ausgebildet um ein Ausgangssignal I_d der Längsstromregelung bereitzustellen. Der Block 3 ist ausgebildet, um von einem dritten Multiplizierblock ein Signal zu empfangen. Der dritte Multiplizierblock ist ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal I_q zu empfangen. Der Block 3 ist ferner ausgebildet, um über einen vierten Summationsblock ein Signal an den ersten Summationsblock bereitzustellen.
• Der Block 8 ist ausgebildet, um ein Signal f_el zu empfangen und ein Signal an einen fünften Summationsblock bereitzustellen. Der Block 9 ist ausgebildet, um ein Signal I_q und ein Signal ω_el zu empfangen und ein Signal γ*_d an den fünften Summationsblock bereitzustellen. Der fünfte Summationsblock ist ausgebildet, um ein Signal an den Block 10 bereitzustellen. Der Block 11 ist ausgebildet, um ein Signal I_q zu empfangen und ein Signal A_d an einen sechsten Multiplizierblock bereitzustellen. Der sechste Multiplizierblock ist ferner ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal von dem Block 10 zu empfangen und ein Signal U_d,komp an den vierten Summationsblock bereitzustellen.
• 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Querstromregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Querstromregelung weist eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund der Rechenzeit, einen Querstromregler 4, eine Längsinduktivität 5, eine Rotorflussverkettung 6, einen Block 8 mit einer Ordnung K der zu kompensierenden/manipulierenden Oberwelle, einen Block 10 zum Bilden des Kosinus des Eingangssignals, ein Kennfeld 14 oder eine Ausgleichsfunktion 14 zur Abbildung der Phasenlage γ*_d in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl, ein Kennfeld 15 oder eine Ausgleichsfunktion 15 zur Abbildung der Amplitude A_q in Abhängigkeit vom Querstrom und eine Regelstrecke 17 auf.
• Die Blöcke 8, 10, 14, 15 formen eine Vorsteuerung 16 zur Kompensation der Störspannung bzw. Stromwelligkeit im Querstromregelkreis.
• Der Block 4 ist ausgebildet, um eine Regelabweichung e^Iq zu empfangen und über einen ersten Summationsblock ein Signal an den Block 2 bereitzustellen. Der Block 2 ist ausgebildet, um ein Signal U_q über einen zweiten Summationsblock an den Block 17 bereitzustellen. Der zweite Summationsblock ist ausgebildet, um zusätzlich ein Signal U_{q,Grundwellenkopplung} und ein Signal U_q,stör zu empfangen. Der Block 17 ist ausgebildet um ein Ausgangssignal I_q der Querstromregelung bereitzustellen. Der Block 5 ist ausgebildet, um von einem dritten Multiplizierblock ein Signal zu empfangen. Der dritte Multiplizierblock ist ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal I_d zu empfangen. Der Block 5 ist ferner ausgebildet, um über einen vierten Summationsblock ein Signal an den ersten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 6 ist ausgebildet, um ein Signal ω_el zu empfangen und über einen fünften Summationsblock ein Signal an den vierten Summationsblock bereitzustellen.
• Der Block 8 ist ausgebildet, um ein Signal f_el zu empfangen und ein Signal an einen sechsten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 14 ist ausgebildet, um ein Signal I_q und ein Signal ω_el zu empfangen und ein Signal γ*_q an den sechsten Summationsblock bereitzustellen. Der sechste Summationsblock ist ausgebildet, um ein Signal an den Block 10 bereitzustellen. Der Block 15 ist ausgebildet, um ein Signal I_q zu empfangen und ein Signal A_q an einen siebten Multiplizierblock bereitzustellen. Der siebte Multiplizierblock ist ferner ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal von dem Block 10 zu empfangen und ein Signal U_q,komp an den vierten Summationsblock bereitzustellen.
• Während wie bei der in den 9 und 10 gezeigten Regelung die Grundwellenkopplung zwischen Längszweig, Querzweig und Rotor (U_{d,Grundwellenkopplung}, U_{q,Grundwellenkopplung}) durch die Grundwellenentkopplungsvorsteuerung 3, 5, 6 kompensiert wird, kann durch den erfindungsgemäßen Ansatz zusätzlich die K-te Oberwelle 13, 16 kompensiert werden. Dazu wird der elektrische Winkel f_el mit der Ordnung K der zu kompensierenden Oberschwingung multipliziert (8) und anschließend mit der Phase γ*_d bzw. γ*_q addiert. Die Phase wird über ein Kennfeld oder eine analytische Ausgleichsfunktion aus dem Querstrom I_q und der elektrischen Drehzahl ω_el berechnet (9, 14). Der Block 10 bildet den Kosinus aus der Summe aus Phase und multipliziertem elektrischen Winkel. Anschließend wird das Signal mit der jeweiligen Amplitude A_d bzw. A_q und der elektrischen Drehzahl ω_el multipliziert. Die Amplitude A_d bzw. A_q wird über ein Kennfeld oder eine analytische Ausgleichsfunktion aus dem Querstrom I_q berechnet (11, 15).
• Die in den 1 und 2 gezeigten parallel geschalteten Vorsteuerungen 13, 16 sind zur Stromsteuerung des Längs- und/oder Querzweiges einer Synchronmaschine geeignet. Die Vorsteuerungen 13, 16 sind ausgebildet, um eine oder mehrere, in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgrößen aufzuschalten. Die Frequenzen der Stellgrößen entsprechen somit einem ganzzahlig Vielfachen der elektrischen Drehzahl/Geschwindigkeit.
• Die Amplitude 11, 15 und die Phasenlage 9, 14 der jeweiligen Sinusspannung können dabei sowohl durch Kennfelder als auch durch analytische Funktionen der Drehzahl oder des Längs- und des Querstroms mit Soll- oder Istwerten abgebildet werden.
• Es können mehrere der Vorsteuerungen 13, 16 parallel geschaltet werden, um Oberschwingungen unterschiedlicher Ordnung gleichzeitig zu kompensieren.
• Im Folgenden wird die Parametrierung der Oberwellenkompensation beschrieben.
• Kernstück der Oberwellenkompensation sind die folgenden Funktionen zur Abbildung der Amplituden und Phasenlagen der Kompensationsspannungen:

  Funktionsbezeichnung	Block aus den Figuren 1 und 2
  γ*d = fd,1(Iq, ωel)	Block 9
  Ad = fd,2(Iq)	Block 11
  γ*q = fq,1(Iq, ωel)	Block 14
  Aq = fq,2(Iq)	Block 15

• Die Abbildung erfolgt primär durch Kennfelder. Die Kennfelder können jedoch auch zum Beispiel über die Gaußsche Methode der kleinsten Fehlerquadratsumme in Ausgleichsfunktionen, beispielsweise Polgnome überführt werden.
• In jedem Fall werden zuerst die Kennfelder ermittelt. Dies kann in einer Referenzfahrt erfolgen, bei der die zu vermessende Synchronmaschine, der Prüfmotor, in Stromregelung mit modifizierten Stromreglern betrieben wird und über einen Antriebsmotor mit vorgegebener Drehzahl gedreht wird, wie es nachfolgend in 3 gezeigt ist.
• 3 zeigt einen Prüfstand für eine Referenzfahrt mit einem Antriebsmotor 31, der über eine Kupplung 32 mit einem Prüfmotor 33 gekoppelt ist.
• Im Folgenden wird die Modifizierung der Stromregler zur Kennfelddatengenerierung beschrieben.
• Die Stromregelung des Prüfmotors wird dahingehend modifiziert, dass parallel zu dem jeweiligen PI-Stromregler des Längszweiges 1 bzw. des Querzweiges 4 drehzahlabhängig nachgeführte Störgrößenkompensationsfilter 18, 19 (gezeigt in den 4 und 5) geschaltet werden.
• 4 zeigt ein Blockschaltbild einer modifizierten Längsstromregelung mit Grundwellenentkopplung und nachgeführtem Störgrößenfilter, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die modifizierte Längsstromregelung weist einen Längsstromregler 1, eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund der Rechenzeit, eine Querinduktivität 3, eine Regelstrecke 12 für den d-Stromzweig und ein drehzahlabhängig nachgeführtes Störgrößenkompensationsfilter 18 auf.
• Der Block 1 ist ausgebildet, um ein Signal e^Id zu empfangen und über einen ersten Summationsblock ein Signal an den Block 2 bereitzustellen. Der Block 2 ist ausgebildet, um ein Signal U_d über einen zweiten Summationsblock an den Block 12 bereitzustellen. Der zweite Summationsblock ist ausgebildet, um zusätzlich ein Signal U_{d,Grundwellenkopplung} und ein Signal U_d,stör zu empfangen. Der Block 12 ist ausgebildet um ein Ausgangssignal I_d der modifizierten Längsstromregelung bereitzustellen. Der Block 18 ist ausgebildet, um das Signal e^Id zu empfangen und ein Signal U_d ^F über einen dritten Summationsblock an den ersten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 3 ist ausgebildet, um von einem vierten Multiplizierblock ein Signal zu empfangen. Der vierte Multiplizierblock ist ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal I_q zu empfangen. Der Block 3 ist ferner ausgebildet, um ein Signal an den dritten Summationsblock bereitzustellen.
• 5 zeigt ein Blockschaltbild einer modifizierten Querstromregelung mit Grundwellenentkopplung und nachgeführtem Störgrößenkompensationsfilter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die modifizierte Querstromregelung weist eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund der Rechenzeit, einen Querstromregler 4, eine Längsinduktivität 5, eine Rotorflussverkettung 6, eine Regelstrecke 17 des q-Stromzweigs und ein drehzahlabhängiges nachgeführtes Störgrößenkompensationsfilter 19 auf.
• Der Block 4 ist ausgebildet, um ein Signal e^Iq zu empfangen und über einen ersten Summationsblock ein Signal an den Block 2 bereitzustellen. Der Block 2 ist ausgebildet, um ein Signal U_q über einen zweiten Summationsblock an den Block 17 bereitzustellen. Der zweite Summationsblock ist ausgebildet, um zusätzlich ein Signal U_{q,Grundwellenkopplung} und ein Signal U_q,stör zu empfangen. Der Block 17 ist ausgebildet um ein Ausgangssignal I_q der modifizierten Querstromregelung bereitzustellen. Der Block 19 ist ausgebildet, um das Signal e^Iq zu empfangen und ein Signal über einen dritten Summationsblock an den ersten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 5 ist ausgebildet, um von einem vierten Multiplizierblock ein Signal zu empfangen. Der vierte Multiplizierblock ist ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal I_d zu empfangen. Der Block 5 ist ferner ausgebildet, um über einen fünften Summationsblock ein Signal an den dritten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 6 ist ausgebildet, um ein Signal ω_el zu empfangen und ein Signal an den fünften Summationsblock bereitzustellen.
• Die Störgrößenkompensationsfilter haben folgende drehzahlabhängige zeitdiskrete Übertragungsfunktion:

  

  wobei T^I _A die Stromreglerabtastzeit und Z_GF(z) ein frei wählbares Zählerpolynom zweiter Ordnung in z ist. Das Zählerpolynom wird anhand von Stabilitätsbetrachtungen bestimmt und wird unter Umständen auch drehzahlabhängig nachgeführt. Das Filter zeichnet sich dadurch aus, dass es ein konjugiert-komplexes Polstellenpaar auf dem Umfang des Einheitskreises in der z-Ebene besitzt, welches in seinem Argument als ein K-faches von ω_el·T^I _A nachgführt wird. K ist eine ganze Zahl und entspricht der Ordnung der zu kompensierenden bzw. zu modifizierenden Oberschwingung.
• Im eingeschwungenen Zustand beider Stromregler bei konstanter Maschinendrehzahl und konstanten Sollströmen kompensiert die Ausgangsspannungen U^F _d und U^F _q der Filter die Störspannungen U_d,stör bzw. U_q,stör.
• 6 zeigt eine kanonische Darstellung des autonomen Störgrößenkompensationsfilters 18 im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Störgrößenkompensationsfilter 18 weist einen drehzahlabhängig nachgeführten Filterkoeffizient 20 auf.
• 7 zeigt eine kanonische Darstellung des autonomen Störgrößenkompensationsfilters 19 im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Störgrößenkompensationsfilter 19 weist einen nachgeführten Filterkoeffizienten 20 auf.
• Die 6 und 7 zeigen die kanonischen Wirkungspläne der Filter 18, 19. Sind die Regelkreise eingeschwungen, werden die Störspannungen kompensiert und die Regelabweichungen verschwinden. Die Filtereingänge sind somit NULL und nicht in den 6 und 7 dargestellt. Da das Filter somit ohne Eingangssignal wirkt, wird von der Autonomie des Filters gesprochen. Der Block 20 wird mit 2·cos(k·ω_el·T^I _A) mit dem K-fachen der elektrischen Drehzahl nachgeführt.
• Das zeitdiskrete Filter 20 ist zur Stromregelung im Längs- und/oder Querzweig einer Synchronmaschine geeignet. Das Filter 20 weist ein konjugiert-komplexes Polstellenpaar auf, das in seinem Argument mit einem ganzzahlig Vielfachen der elektrischen Drehzahl/Geschwindigkeit der Synchronmaschine nachgeführt wird.
• Es können mehrere dieser Filter parallel geschaltet werden, um Oberschwingungen unterschiedlicher Ordnung gleichzeitig zu kompensieren. Die Besonderheit dieses Filters ist, dass es direkt eine Kompensationsspannung generiert, welche die Stromwelligkeit im Längs- und Querstromregelkreis glättet.
• Der Verlauf des Filterzustands q_d2 bzw. q_q2 entspricht dem invertierten und um einen Reglertakt verzögerten Verlauf des Zustands q_d1 bzw. q_q1: qd1 = Ad·ωel·cos(K·φel + γ*d )) Gl. 5 qd2 = –Ad·ωel·cos(K·φel + γ*d – K·ωel·TIA ) Gl. 6 qq1 = Aq·ωel·cos(K·φel + γ*q ) Gl. 7 qq2 = –Aq·ωel·cos(K·φel + γ*q – K· ωel·TIA ) Gl. 8
• Aus den Filterzuständen q_d1, q_d2 sowie q_q1 und q_q2 des autonomen Filters können für den jeweiligen Betriebspunkt (I_q, ω_el und unter Umständen I_d) zu jedem Zeitpunkt aus den Gleichungen Gl. 9 bis Gl. 12 die Parameter der beiden Kompensationsspannungen berechnet werden:

  

  K... Ordnung der zu kompensierenden Oberschwingung.
• Diese Auswertung wird für verschiedene Querströme und unter Umständen für verschiedene Längsströme bei unterschiedlichen Drehzahlen durchgeführt und bildet jeweils eine Stützstelle für die zu generierenden Kennfelder. Die Stützstellen, bestehend aus Amplitude und Phasenlage der Kompensationsspannungen, werden dann in Kennfeldern zusammengefasst oder in geeignete Ausgleichsfunktionen überführt.
• Zur Synthese des Filterausgangs im eingeschwungenen Zustand (Vorsteuerung) kann entsprechend den Gleichungen Gl. 9 bis Gl. 12 eine Kennfelddatengenerierung aus den Zuständen (q_d1, q_d2 bzw. q_q1, q_q2) eines oder mehrerer Filters 18, 19 erfolgen. Bei den Filtern 18, 19 handelt es sich bevorzugterweise um einem Strom- oder Momentenregler parallel geschaltete, eingeschwungene, drehzahlabhängig und/oder geschwindigkeitsabhängig nachgeführte Filter.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ermöglicht der erfindungsgemäße Ansatz eine Kompensation von Momentenwelligkeit oder Rastmomenten im Momentenregler durch ein vorsteuerndes Aufschalten einer oder mehrerer Sinusspannungen. Die maschinentypspezifischen Parameter der Vorsteuerung können dabei während einer Referenzfrequenz aus zu dem Momentenregler parallelgeschalteten Störgrößenfiltern extrahiert werden. Das Ist-Moment kann dabei aus diversen Beobachtern, aus Maschinenmodellen oder aus Messwerttabellen stammen.
• Im Folgenden wird ein Ansatz zur Rastmoment- bzw. Momentenwelligkeitskompennsation am Beispiel der K-ten Oberwelle mit einem Längsstromsollwert von NULL beschrieben.
• Es wird angenommen, dass ein Ist-Moment der Maschine für eine Momentenregelung zur Verfügung steht. In diesem Fall kann der Querstromregler 4 durch eine Momentenregelung 7 ersetzt werden. Die Maschine besitzt im Allgemeinen eine beliebige, über eine elektrische Umdrehung periodische Momentenwelligkeit der Ordnung k. Die Momentenwelligkeit wird für die Momentenregelung als ein Störmoment M_stör mit einer Amplitude A_M(M_ist) und einer Phasenlage γ_M(M_ist) abhängig vom Längsstrom und vom Ist-Moment Mist interpretiert. Dabei sind Rastmomente automatisch berücksichtigt. Die Amplitude (A_M(M_ist)) des Störmoments ist abhängig vom Ist-Moment M_ist. Wird der Längsstrom nicht zu NULL geregelt, z. B. im Feldschwächebetrieb, muss auch eine Längsstromabhängigkeit berücksichtigt werden. Die Frequenz des Störsignals entspricht dem K-fachen der elektrischen Drehzahl. Die Phasenlage γ_M(M_ist) der Störgrößen ist abhängig vom Ist-Moment. Mstör = –AM(Mist)·cos(K·φel + γM(Mist)) Gl. 13
• Um dieses Störmoment zu kompensieren, wird nun im Momentenregelkreis eine entsprechende Spannung aufgeschaltet, die das Störmoment kompensiert. Phase und Amplitude der Kompensationsspannung werden dabei abhängig von der Maschinendrehzahl und dem Ist-Moment nachgeführt.
• 8 zeigt ein Blockschaltbild einer Momentenregelung mit Grundwellenentkopplung und Kompensation der K-ten Oberschwingung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Momentenregelung weist eine Zeitverzögerung 2 um einen Stromreglertakt aufgrund der Rechenzeit, einen Momentenregler 7, eine Längsinduktivität 5, eine Rotorflussverkettung 6, einen Block 8 mit einer Ordnung K der zu kompensierenden/manipulierenden Oberwelle, einen Block 10 zum Bilden des Kosinus des Eingangssignals, eine Regelstrecke 17, ein Kennfeld 21 oder eine Ausgleichsfunktion 21 zur Abbildung der Phasenlage γ*_M, in Abhängigkeit von Ist-Moment und elektrischer Drehzahl, ein Kennfeld 22 oder eine Ausgleichsfunktion 22 zur Abbildung der Amplitude A*_M in Abhängigkeit von Ist-Moment und elektrischer Drehzahl und einen Block 24 mit einem maschinenspezifischen Zusammenhang zwischen Querstrom und Gleichanteil des Istmoments auf. Die Blöcke 8, 10, 21, 22 formen eine Vorsteuerung 23 zur Kompensation des Störmoments bzw. Momentenwelligkeit im Momentenregelkreis.
• Der Block 7 ist ausgebildet, um ein Signal e^M zu empfangen und über einen ersten Summationsblock ein Signal an den Block 2 bereitzustellen. Der Block 2 ist ausgebildet, um ein Signal U_q über einen zweiten Summationsblock an den Block 17 bereitzustellen. Der zweite Summationsblock ist ausgebildet, um zusätzlich ein Signal U_{q,Grundwellenkopplung} und ein Signal U_q,stör zu empfangen. Der Block 17 ist ausgebildet um ein Signal I_q an den Block 24 bereitzustellen. Der Block 24 ist ausgebildet, um ein Signal an einen dritten Summationsblock bereitzustellen. Der dritte Summationsblock ist ausgebildet, um ferner ein Signal M_stör zu empfangen und ein Ausgangssignal M_ist der Momentenregelung bereitzustellen. Der Block 5 ist ausgebildet, um von einem vierten Multiplizierblock ein Signal zu empfangen. Der vierte Multiplizierblock ist ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal I_d zu empfangen. Der Block 5 ist ferner ausgebildet, um über einen fünften Multiplizierblock ein Signal an den ersten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 6 ist ausgebildet, um ein Signal ω_el zu empfangen und über einen sechsten Summationsblock ein Signal an den fünften Summationsblock bereitzustellen.
• Der Block 8 ist ausgebildet, um ein Signal f_el zu empfangen und ein Signal an einen siebten Summationsblock bereitzustellen. Der Block 21 ist ausgebildet, um ein Signal M_ist und ein Signal ω_el zu empfangen und ein Signal γ*_M an den siebten Summationsblock bereitzustellen. Der siebte Summationsblock ist ausgebildet, um ein Signal an den Block 10 bereitzustellen. Der Block 22 ist ausgebildet, um ein Signal M_ist und ein Signal ω_el zu empfangen und ein Signal A*_M an einen achten Multiplizierblock bereitzustellen. Der achte Multiplizierblock ist ferner ausgebildet, um ein Signal ω_el und ein Signal von dem Block 10 zu empfangen und ein Signal U_q,komp an den sechsten Summationsblock bereitzustellen.
• Im Längsstromzweig ist weiterhin eine Oberwellenkompensation sinnvoll, wie sie anhand der 1 bis 7 beschrieben ist.
• Die Generierung der Kennfelder kann analog zu den anhand der 4 bis 7 beschriebenen Verfahren erfolgen. Allerdings werden die Kennfelder nicht in Abhängigkeit vom Querstrom, sondern vom Ist- oder Sollmoment gebildet. Das Filter, das während der Referenzfahrt zur Generierung der Kennfelddaten parallel zum Momentenregler 7 geschaltet wird, hat als Eingangssignal die Regelabweichung des Momentenreglers e^M. Das Filter selbst kann dem anhand von 5 beschriebenen Filter 19 entsprechen.
• Das zur Momentenregelung der Synchronmaschine parallel geschaltete zeitdiskrete Filter weist ein konjugiertkomplexes Polstellenpaar auf. Das Polstellenpaar wird in seinem Argument mit einem ganzzahlig Vielfachen der elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit nachgeführt. Es können mehrere dieser Filter parallel geschaltet werden, um Oberschwingungen unterschiedlicher Ordnung gleichzeitig zu kompensieren.
• Die zur Momontenregelung der Synchronmaschine parallel geschaltete Vorsteuerung 23 ist ausgebildet, um eine oder mehrere in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgrößen aufzuschalten, deren Frequenzen somit einem ganzzahlig Vielfachem der elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit entsprechen. Eine Amplitude 21 und Phasenlage 22 der jeweiligen Sinusspannung können dabei sowohl durch Kennfelder als auch durch analytische Funktionen der Drehzahl, des Längsstroms, des Ist-Moments und des Soll-Moments abgebildet werden. Es können mehrere dieser Vorsteuerungen parallel geschaltet werden, um Oberschwingungen unterschiedlicher Ordnung gleichzeitig zu kompensieren.
• Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Bei der Synchronmaschine kann es sich beispielsweise um einen Linearantrieb oder um eine rotative Maschine handeln. Die Maschine kann durch Permanentmagnete oder elektrisch erregt werden. Auch ein Betrieb der Maschine in Feldschwächung ist möglich. Wird der Längsstrom im Feldschwächebetrieb nicht zu NULL geregelt, so erweitert sich die Abhängigkeit der Kennfelder bzw. Ausgleichsfunktionen der Gleichungen Gl. 9 bis Gl. 12 um die zusätzliche Abhängigkeit vom Längsstrom. Wird eine elektrisch erregte Synchronmaschine in Feldschwächung betrieben, so ergibt sich zusätzlich eine Abhängigkeit der Kennfelder vom Rotorstrom.
• In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die folgenden Terme und Abkürzungen verwendet:

e^Id

Regelabweichung des Längsstromreglers

e^Iq

Regelabweichung des Querstromreglers

e^M

Regelabweichung des Momentenreglers

T^I _A

Stromreglertaktzeit

z

Operator der z-Transformation

Ψ_R

Rotorflossverkettung

L_d, L_q

Längs- und Querinduktivität

ω_el

Elektrische Drehzahl/Geschwindigkeit

f_el

Elektrischer Winkel/Lage

I_d, I_q

Längs- und Querstrom

U_d,stör, U_q,stör

Periodische Störspannung im Längs- bzw. Querstromregelkreis

M_stör

Periodisches Störmoment

A_d, A_q

Amplitude der Störspannung im Längs- bzw. Querstromregelkreis

A_M

Amplitude des Störmoments

γ_d, γ_q

Phasenlage der Störspannung im Längs- bzw. Querstromregelkreis

γ_M

Phasenlage des Störmoments

γ*_d, γ*_q

Phasenlage der Kompensationsspannung im Längs- bzw. Querstromregelkreis

γ*_M

Phasenlage der Spannung zur Kompensation des Störmoments

A*_M

Amplitude der Spannung zur Kompensation des Störmoments

1

Längsstromregler

2

Zeitverzögerung um einen Stromreglertakt aufgrund der Rechenzeit (z^–1)

3

Querinduktivität (L_q)

4

Querstromregler

5

Längsinduktivität (L_d)

6

Rotorflussverkettung (Ψ_R)

7

Momentenregler

8

Ordnung K der zu kompensierenden/manipulierenden Oberwelle

9

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Phasenlage γ*_d in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl

10

Bildet den Kosinus des Eingangssignals

11

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Amplitude A_d in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl

12

Regelstrecke d-Stromzweig

13

Vorsteuerung zur Kompensation der Störspannung bzw. Stromwelligkeit im Längsstromregelkreis

14

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Phasenlage γ*_q in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl

15

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Amplitude A_q in Abhängigkeit von Querstrom und elektrischer Drehzahl

16

Vorsteuerung zur Kompensation der Störspannung bzw. Stromwelligkeit im Querstromregelkreis

17

Regelstrecke q-Stromzweig

18

Drehzahlabhängig nachgeführtes Störgrößenkompensationsfilter im Längsstromzweig

19

Drehzahlabhängig nachgeführtes Störgrößenkompensationsfilter im Querstromzweig

20

Nachgeführter Filterkoeffizient

21

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Phasenlage γ*_M, in Abhängigkeit von Ist-Moment und elektrischer Drehzahl

22

Kennfeld oder Ausgleichsfunktion zur Abbildung der Amplitude A*_M in Abhängigkeit von Ist-Moment und elektrischer Drehzahl

23

Vorsteuerung zur Kompensation des Störmoments bzw. Momentenwelligkeit im Momentenregelkreis

24

Maschinenspezifischer Zusammenhang zwischen Querstrom und Gleichanteil des Istmoments

31

Antriebsmotor

32

Kupplung

33

Prüfmotor

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 4026091 A1 [0017]

Claims (14)

1. Vorrichtung (13; 16; 23) zur Stromregelung oder Momentenregelung einer Synchronmaschine, die ausgebildet ist, um in einem Stromregelkreis oder Momentenregelkreis der Synchronmaschine mindestens eine, in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) aufzuschalten.
2. Vorrichtung (13; 16; 23) nach Anspruch 1, wobei eine Frequenz der mindestens einen Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) einem ganzzahligen Vielfachem einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine entspricht.
3. Vorrichtung (13; 16; 23) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Amplitude (A_d; A_q; A*_M) und eine Phasenlage (γ*_d; γ*_q; γ*_M;) der mindestens einen über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmigen Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) durch Kennfelder und/oder durch analytische Funktionen der Drehzahl und/oder des Längs- und/oder Querstroms und/oder des Ist-Moments und/oder des Soll-Moments der Synchronmaschine abgebildet werden.
4. Vorrichtung (13; 16; 23) nach Anspruch 3, wobei diese ausgebildet ist, um eine Kennfelddatengenerierung aus Zuständen (q_d1, q_d2, q_q1, q_q2) mindestens eines zeitdiskreten drehzahlabhängig nachgeführten Filters (18, 19) gemäß der folgenden Gleichungen durchzuführen:

   

   K... Ordnung der zu kompensierenden Oberschwingung.
5. Vorrichtung zur Stromregelung oder zur Momentenregelung einer Synchronmaschine, gekennzeichnet durch ein parallel geschaltetes zeitdiskretes Filter (18; 19) mit einem konjugiert-komplexen Polstellenpaar, wobei das Polstellenpaar in seinem Argument mit einem ganzzahlig Vielfachen einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine nachführbar (20) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Filter (18; 19) ausgebildet ist, um eine Kompensationsspannung (U^F _d, U^F _q) zur Glättung einer Stromwelligkeit in einem Längs- und/oder Querstromregelkreis und/oder einer Momentenwelligkeit im Momentenregelkreis der Synchronmaschine zu glätten.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronmaschine als Linearantrieb oder als rotative Maschine ausgebildet ist.
8. Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung einer Synchronmaschine, wobei in einem Stromregelkreis der Synchronmaschine mindestens eine, in feldorientierten Koordinaten über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmige Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) aufgeschaltet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine Frequenz der mindestens einen Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) einem ganzzahligen Vielfachen einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine entspricht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Amplitude (A_d; A_q; A*_M) und eine Phasenlage (γ*_d; γ*_q; γ*_M;) einer Sinusspannung der mindestens einen über einen ganzzahligen Teiler des elektrischen Winkels sinusförmigen Stellgröße (U_d,komp; U_q,komp) durch Kennfelder und/oder durch analytische Funktionen der Drehzahl und/oder des Längs- und/oder Querstroms und/oder des Ist-Moments und/oder des Soll-Moments der Synchronmaschine abgebildet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zur Kennfelddatengenerierung aus Zuständen mindestens eines Filters die folgenden Gleichungen ausgeführt werden:

    

    

    K... Ordnung der zu kompensierenden Oberschwingung.
12. Verfahren zur Stromregelung oder Momentenregelung einer Synchronmaschine, wobei ein parallel geschaltetes zeitdiskretes Filter (18; 19) mit einem konjugiertkomplexen Polstellenpaar eingesetzt wird, wobei das Polstellenpaar in seinem Argument mit einem ganzzahlig Vielfachen einer elektrischen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Synchronmaschine nachführbar (20) ist.
13. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Rechnereinheit ausgeführt wird.
14. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 12 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit ausgeführt wird.