DE3222271A1

DE3222271A1 - Verfahren zur steuerung und regelung einer synchronmaschine

Info

Publication number: DE3222271A1
Application number: DE19823222271
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 1000 Berlin Hussels
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1982-06-10
Publication date: 1983-12-15
Anticipated expiration: 2002-06-11
Also published as: DE3222271C2

Description

Verfahren zur Steuerung und Regelung
einer Synchronmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer am Umrichter betriebenen Synchronmaschine gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruches.
An Hand der Fig. 1 sei der hier interessierende Teil der Struktur einer Einrichtung zur Führung einer Synchronmaschine mit Hilfe der indirekten Flußorientierung dargestellt, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 30 45 032.9 beschrieben wurde.
Im Strommodell 1 werden die Führungsgrößen für die Komponenten des Ständerstromes in Flußrichtung i sm (zur Beeinflussung des cosy) und senkrecht dazu i51 (zur Verstellung des Drehmomentes) aus den Führungsgrößen für Drehmoment M, Fluß 9 und für den Phasenwinkel # zwischen Maschinenspannung und Strom gebildet. Im Läufermodell 2 wHen ausden Führungsgrößen i5 1 ism Isl für den Winkel (den voraussichtlichen Winkel zwischen Fluß- und Läufer-Achse) seine Winkelfunktionen sin#, cos g berechnet; sowie der Führungswert für den Erregerstrom iE. E Mit Hilfe eines Koordinatendrehers 3 (vgl. dazu die Dissertation von Dipl.-Ing. Felix Blaschke "Das Verfahren der Feldorientierung zur Regelung der Drehfeldmaschine", Fakultät für Maschinenbau und Elektrotechnik der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, und den Aufsatz aus "Control in Power Electronics and Electrical Drives", herausgegeben von W. Leonhard, Braunschweig/FRG, Volume 1, 1974 VDI/VDE-Gesellschaft Meß- und Regelungstechnik, Seiten 681 bis 695) kann aus der vom Läuferlagegeber 4 gelieferten Information cos )~, sin Xund derje- nigen vom Lëufermodell cos g , sin g die che Flußlage in Form der Winkel information cos ermittelt werden. Mit Hilfe der nun zur Verfügung stehenden Führungsgrößen Flußlage, Stromkomponenten ist i51 und Erregerstrom iE sowie der der Maschinenführung 5p6 und der Stromrichter 7,8 kann eine Einprägung der Strangströme iR, is, iT sowie iE in die Maschine 9 nach dem T E flußorientierten Prinzip erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fehler des Läufermodells bei der Perechnung der Führungsgrößen für den Winkel sowie der Führungsgröße für den Erregerstrom iE durch eine Regelung zu kompensieren.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des vorliegen den Patentanspruchs aufgeführten Verfahrensschritte ge löst.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der Weich nüng in den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Fig. 2 sind mit 1 bis 9 gleiche Einrichtungen wie in der Fig. 1 bezeichnet.
Mit Hilfe eines Flußrechners (10) wird aus der Klemmenspannung und den Strangströmen ein Flußistwert mit den Komponenten ( #α , #ß ) bestimmt. Mit Hilfe eines Koordinatendrehers 3' werden aus den ständerbezogenen Koordinaten des Istwertes des Flußzeigers ( #α , #ß ) und der als Führungsgröße vorausberechneten Flußlage cos # , sin # die Komponenten W m # 1 des Ist-Flußzeigers bezüglich der Sollwertkoordinaten bestimmt. Die Differenz zur Flußführungsgröße ( f ,0) wird ermittelt und komponentenweise zwei PI-Reglern 11a, 11b zugeführt (erster und zweiter Flußregler). Zu beachten ist, daß die Führungsgröße für die Flußkomponente Wl Null ist.
Der Reglerausgang könnte nun, um den Fluß zu beeinflussen, zu den Führungsgrößen für die Stromkomponenten i sm und isl addiert werden, denn der Fluß ist, nur durch die Wirkung des Dämpfers verzögert, der Summe der eingespeisten Ströme proportional. Eine Beeinflussung der Ständerstromkomponenten i sm, isl-hätte aber einen geänderten Phasenwinkel y (cosy) bzw. ein geändertes Drehmoment zur Folge.
Erfindungsgemäß werden deshalb di Reglerausgänge nicht zu den Führungsgrößen für die tatsächlich in der Maschine fließenden Ständerströme addiert, sondern-von dem Modell zugeführten subtrahiert. Es wird also das Ausgangssignal # ism des Reglers lla von der Ständerstromkomponente in Magnetisierungsrichtung i sm subtrahiert und der so erhaltene Wert dem Läufermodell 2 zugeführt.
Ferner wird das Ausgangssignal A sm des Reglers 11b von der Ständerstromkomponente senkrecht zur Magnetisierungsrichtung i51 subtrahiert und der so erhaltene Wert dem Läufermodell 2 zugeführt.
Die Führungsgrcßen für die der Maschine eingeprägten Ständerstromkomponenten ism, ist bleiben unbeeinflußt.
Die Folge ist eine Beeinflussung der Führungsgrößen für den Winkel S und des Erregerstroms iE. Dies bewirkt, daß Soll- und Istwert des Flußzeigers nach Phasenlage (Beeinflussung des Winkelsdf) und Betrag (Beeinflussung von iE) durch die Eingriffe der erfindungsgemäßen Regelung zur Deckung gebracht werden.
Wenn der Flußrechner 10 bei kleinen Drehzahlen kein sinnvolles Ausgangs signal liefert, werden die Flußregler automatisch gesperrt.
Leerseite

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Steuerung und Regelung einer am Umrichter betriebenen Synchronmaschine mit indirekter Flußorientierung, d.h. der Berechnung der zur Steuerung notwendigen Flußlage aus der Läuferlage und den Führungsgrößen für die Ströme und einer zusätzlichen Ermittlung der Komponenten des Flußistwertes aus Klemmenspannung und Strom, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Koordinatendrehers (3') die Koordinaten ( tm Wl) des Flußistwertes ( » ) bezüglich der vorausberechneten Lage des Flusses bestimmt werden, daß die Abweichung der m-Komponente des Flußzeigers vom Führungswert # einem ersten Flußregler (11a) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal vom Führungswert der dem Läufermodell, d.h. der Einrichtung zur Errechnung der Führungswerte für den Winkel g zwischen Fluß- und Läuferachse und für den Erregerstrom E (2) zugeführten Ständerstromkomponente in Magnetisierungsrichtung (ism) subtrahiert wird, während die Führungsgröße für die der Maschine eingeprägte Ständerstromkomponente in Magnetislerungsrichtung (ist) unbeeinflußt bleibt, und daß die Abweichung der l-Komponente des Flusses von Wert Null einem zweiten Flußregler (alb) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal vom Führungswert der dem Läufermodell zugeführten Ständerstromkomponente senkrecht zur Magnetisierungsrichtung (ist) subtrahiert wird, während die Führungsgröße für die der Maschine eingeprägte Ständerstromkomponente senkrecht zur Magnetisierungsrichtung (ist) unbeeinflußt blei.ot.