DE4310772A1 - Reluktanzmotor als Servoantrieb - Google Patents
Reluktanzmotor als ServoantriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reluktanzmotor mit Stator und
Rotor sowie mit einer Regeleinrichtung zu dessen Betrieb.
Bekanntermaßen weist der einem Synchronmotor gleichkommende
Reluktanzmotor einen Stator auf, dessen Pole jeweils mit einer
Erregerspule versehen sind. Der Rotor besteht aus ferromagnetischem
Material und hat ausbildbare Pole, wobei Rotor und Stator die
gleiche Polzahl aufweisen; gegenüberliegende Pole werden jeweils
elektrisch zusammengeschaltet, um das Nordpol-Südpol-Paar einer
jeden Phase zu bilden. Das Motor-Drehmoment wird dabei durch
ein winkelrichtiges Weiterschalten der Phasenströme erreicht.
Im Betrieb versucht der Rotor eine solche Stellung einzunehmen,
bei welcher die magnetische Energie zwischen den Luftspalten
der Pole von Stator und Rotor am kleinsten ist. Dabei ist der
Stator so zu bestromen, daß sich ein Winkel von
45 Grad elektrisch zu den Rotorpolen ergibt.
Gegenüber üblicherweise als Servomotoren eingesetzten Synchron
motoren ist mit den Reluktanzmotoren der Vorteil verbunden,
daß der Rotor insbesondere nicht mit Permanentmagneten bestückt
ist und deshalb einfacher und vor allem kostengünstiger herzu
stellen ist.
Nachteilig für solche Reluktanzmotoren ist aber, daß sie aufgrund
ihrer elektrischen Eigenschaften nicht als Servomotoren eingesetzt
werden können, bei welchen es darauf ankommt, einen Servomotor
jeweils drehzahl- und lagegenau zu fahren und somit bei jeder
Drehzahl und in jeder Winkelposition des Rotors eine Drehmoment
regelung mit hoher Bandbreite zu ermöglichen, bei der das einge
stellte Drehmoment über alle Winkelpositionen des Rotors konstant
gehalten werden kann. Das Problem bei einem Reluktanzmotor
stellt sich insbesondere, wenn bei einer Änderung der Drehzahl
bzw. Drehrichtung eine Vorzeichenumkehr des Drehmomentsoll
wertes erforderlich ist, weil die damit erforderlich werdende
Umpolung des Statorfeldes den Rotor nicht abbremst, sondern
aufgrund der um 45 Grad elektrisch angeordneten Pole des Stators
gegenüber dem Rotor den Rotor weiterhin in die gleiche Richtung
zieht, womit eine Beibehaltung der Drehrichtung einhergeht.
Damit ist ein Betrieb des Synchron-Reluktanzmotors nur in zwei
Quadranten gegeben.
Es ist bereits eine Regeleinrichtung bekannt, mittels der
bürstenlose Synchronmotoren mit permanent erregtem Läufer
als Servomotoren zu betreiben sind, wobei die Synchronmotoren
mit einem Resolver als Motorrückführsystem versehen sind. Die
zugehörige Regeleinrichtung nimmt in einer Resolvermeßschaltung
sowohl den mechanischen Rotorwinkel als auch das Tachosignal
für die herrschende Ist-Drehzahl auf. Nach Vergleich des Tacho
signals mit einem der Soll-Drehzahl entsprechenden Spannungs
wert wird in einem PI-Drehzahlregler der Drehmoment
sollwert ermittelt; der dem Lagesignal zugehörige mechanische
Rotorwinkel wird in einem Wechselrichter über eine dort abgelegte
Tabelle in einen Stromsollwert umgewandelt, der abhängig von
der Rotor-Ist-Lage erzeugt werden muß, und dieser Stromsollwert
wird phasenbezogen mit dem Drehmomentsollwert in einem Multi
plikator zur Ermittlung der vorzeichenrichtigen Phasenstrom-
Sollwerte multipliziert; nach Vergleich der so ermittelten
Phasenstrom-Sollwerte mit den aus der Stromzuleitung des Motors
abgegriffenen Phasenstrom-Ist-Werten wird die gegebenenfalls
festgestellte Soll/Ist-Abweichung in einem als PI-Regelverstärker
ausgebildeten Stromregler in Phasenstrom-Stellgrößen umge
wandelt, die in einer zugeordneten Transistor-Endstufe die
Stromversorgung des Motors zur Erreichung der vorgegebenen
Werte für Drehmoment/Drehzahl regeln. Eine derartige Regelein
richtung ergibt sich aus "Blockschaltbild Servoregelkreis
65 WKS/66 WKS" - E.4.934.1/3 - der Firma Fritz A. Seidel Elek
tro-Automatik GmbH.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Reluktanz
motor derart auszubilden, daß er als Servoantrieb betrieben
werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter
Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patent
ansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht im Grundsatz dazu zunächst vor, einen Reluktanz
motor üblicher Bauart mit einem Resolver als Rückführsystem
für den Rotorwinkel auszurüsten, wobei eine an sich aus der
Steuerung von Synchron-Servomotoren bekannte Schaltung mit
einer auf die Besonderheiten des Reluktanzmotors abgestimmten
Ergänzungsschaltung vorgesehen ist; das entsprechende Schaltungs
teil richtet sich darauf, daß der im PI-Drehzahlregler ermittelte
Drehmomentsollwert zusätzlich zu seiner Verwendung im Multiplikator
über den mit einem weiteren Eingang versehenen Wechselrichter
geleitet wird und hier in Abhängigkeit von seinem Vorzeichen
den normierten Stromsollwert aus der Auswertung der Winkel
information, der ebenfalls dem Multiplikator zugeleitet wird,
anpaßt. In dem Wechselrichter ist für jeden Motor in Abhängig
keit von seiner Polzahl und für jede der Phasen U, V jeweils
ein Tabellenpaar vorgegeben, dessen der jeweiligen Stromphase
zugeordnete Einzeltabellen um einen vorgegebenen elektrischen
Winkel gegeneinander versetzt sind.
Der elektrische Winkel ist im Einzelfall in Abhängigkeit von
dem gewünschten Betriebsverhalten, zum Beispiel Festlegung
der Drehzahl, sowie von der Motorgeometrie derart festzulegen,
daß der gleiche Pol des Rotors des Reluktanzmotors von einem
Ständerfeldpol gleichen Vorzeichens angezogen wird.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Festlegung
des dem Wechselrichter zu übermittelnden, dem Vorzeichen des
Drehmomentsollwertes entsprechenden Signals zwischen
PI-Drehzahlregler und Wechselrichter ein Komparator zwischenge
schaltet.
Da beim Reluktanzmotor das Drehmoment sich nicht proportional
dem Strom verhält, sondern quadratisch davon abhängt, ist zwischen
dem PI-Drehzahlregler und dem Multiplikator
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Radizierer
zwischengeschaltet, der den Drehmomentsollwert auf eine passende
Stellgröße für den Multiplikator abstimmt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung richtet sich darauf,
bei einem Reluktanzmotor die Zahl der Endstufentransistoren
von 6 auf 3 zu verringern, und hierzu ist vorgesehen, daß im
Stator des Reluktanzmotors zwei identische und jede für sich
im Stern geschaltete elektrisch getrennte, magnetisch hart
miteinander gekoppelte Drehstromwicklungen angeordnet sind,
von denen eine als Ladewicklung und die andere als Entlade
wicklung anzusprechen sind, deren Sternpunkte jeweils getrennt
herausgeführt sind, wobei die Wicklungsenden der Ladewicklung
mit den Transistoren der Transistor-Endstufe und die Wicklungsenden
der Entladewicklung über Entladedioden mit der positiven Schiene
des der Transistor-Endstufe zuzuordnenden Gleichspannungs-
Zwischenkreises verbunden sind. Nach einem bevorzugten Ausführungs
beispiel sind dabei den Wicklungsenden der Ladewicklung und
der Entladewicklung jeweils Ergänzungszwischenkreise zur Kappung
von Überspannungsspitzen zugeschaltet.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge
sehen, die Anzahl der Endstufentransistoren auf 4 zu reduzieren,
wozu den mit 3 Endstufen Transistoren verbundenen Enden der
Statorwicklung des Reluktanzmotors ein Hilfszwischenkreis mit
zugeordneten Endladedioden und einem Kondensator zugeschaltet
ist, dessen Energie über einen Abwärtsregler von dem Hilfszwischen
kreis in den Hauptzwischenkreis der Endstufe umladbar ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht schließlich
vor, dem mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung betriebenen
Reluktanzmotor eine Senkbremsschaltung sowie ein Umschaltschütz
zuzuordnen, um den Motor ohne eine Blockierung abzubremsen;
die an sich bekannte Senkbremsschaltung erzeugt mit Hilfe von
eingespeister Wechselspannung einen bremsenden Effekt auf den
Motor ausübende Ströme im Motor, wobei das Umschaltschütz derart
angeordnet ist, daß im Falle einer Notabschaltung das Schütz
die Wicklungen U, V parallel und diese in Reihe mit der Wicklung W
schaltet. Hierdurch ist es möglich, auch bei einem defekten
Servoverstärker durch Einspeisen kleiner Energiemengen große
Bremsleistungen zu erzeugen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder
gegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigt:
Fig. 1 ein Prinzip-Schaltbild der Regeleinrichtung
zum Betreiben eines Reluktanzmotors als
Servoantrieb,
Fig. 2 ein Prinzip-Schaltbild eines Servo-Reluktanz
motors mit drei Endstufentransistoren,
Fig. 3 ein Prinzip-Schaltbild eines Servo-Reluktanz
motors mit vier Endstufentransistoren.
Der mit 10 bezeichnete Reluktanzmotor ist mit einem Resolver
11 ausgerüstet, wobei nach der gängigen Anbauweise die Rotorwelle
des Reluktanzmotors verlängert und auf diese Verlängerung das
Rotorteil des Resolvers montiert ist, wobei das Statorteil
des Resolvers mit Hilfe eines Flansches am Statorteil des Motors
befestigt ist. In einer Resolvermeßschaltung 12 (Resolver-
Konverter-Schaltung) werden zunächst die Rotorlage als Winkel
information und die Rotorgeschwindigkeit als Drehzahlinformation
in entsprechend verarbeitbare Signale umgewandelt.
Die Drehzahlinformation für die Ist-Drehzahl wird über eine
Vergleichsstelle 13 (Vergleich mit Soll-Drehzahl) einem PI-Dreh
zahlregler 14 zugeleitet, der seinerseits als Ausgangssignal
den Drehmomentsollwert abgibt, der aufgrund der ermittelten
Drehzahlabweichung zwischen Soll/Ist-Drehzahl bestimmt, ob
der Motor 10 zu treiben oder zu bremsen ist; damit ist der
Drehmomentsollwert mit einem positiven bzw. negativen Vorzeichen
versehen. Zur Bestimmung des Stromsollwertes für einen die
Stromversorgung des Motors 10 beeinflussenden Stromregler 20
wird der Drehmomentsollwert phasenbezogen zwei Multiplikatoren
15 zugeführt, die durch Multiplikation - analog oder digital -
mit einem in einer noch zu beschreibenden Weise gewonnenen
normierten Stromsollwert für die Phasen U, V die Stromsoll
werte für die Phasen U, V, W ermitteln. Da beim Reluktanzmotor
das Drehmoment sich nicht proportional dem Strom verhält, sondern
quadratisch davon abhängt, ist zwischen dem PI-Drehzahlregler 14
und den Multiplikatoren 15 noch ein Radizierer 23 zwischenge
schaltet, der den Drehmomentsollwert auf eine passende Stellgröße
für den Multiplikator abstimmt.
Die Winkelinformation für die Ist-Lage des Rotors wird einem
Wechselrichter 16 übermittelt, in welchem Tabellen zur Umwandlung
der Winkelinformationen in normierte Stromsollwerte abgespeichert
sind, welche anschließend durch Multiplikation mit dem Dreh
momentsollwert die Stromsollwerte für die Stromregelungen bestimmen.
Die Tabellen können in dem Wechselrichter in einem EPROM abgelegt
sein; sie können alternativ aber auch in einer digital arbeiten
den Einrichtung berechnet werden.
Für jede Phase U, V sind nun zwei Stromsollwert-Tabellen abge
legt, nämlich jeweils ein Tabellenpaar für die Phasen U, V,
deren Einzeltabellen U1, V1 jeweils um 120 Grad gegeneinander
versetzt sind; die zugehörigen Tabellen U2, V2 sind jeweils
zu den zugehörigen Tabellen U1, V1 um einen elektrischen Winkel
phasenverschoben. Der elektrische Winkel ist im einzelnen so
zu wählen, daß der gleiche Pol des Rotors des Reluktanzmotors
10 für beide Drehmomentrichtungen von einem Ständerfeldpol
gleichen Vorzeichens angezogen wird. Die zugehörigen, phasenverscho
benen Tabellen sind somit in ihrer Verschiebung um einen theoretisch
idealen Winkelbetrag von 90 Grad elektrisch zugeordnet, wobei
die Funktionsfähigkeit des Servoantriebs auch bei von diesem
idealen Winkelbereich verschiedenen Winkelgraden gegeben ist.
Dabei wird es durch die Auswahl des im Einzelfall festzulegenden
Winkelbereichs für die Phasenverschiebung der Tabellen möglich,
das Verhalten des als Servoantrieb zu betreibenden Reluktanz
motors in einem um das Drehmoment = Null liegenden Bereich
durch Ausnutzung des Remanenzmagnetismus zu optimieren. Eine
Vergrößerung bzw. Verkleinerung des theoretisch idealen Winkelbe
trages von 90 Grad elektrisch zwischen den Tabellen variiert
dabei den optimalen Betriebspunkt des als Servoantrieb arbeitenden
Reluktanzmotors und verleiht ihm damit auch andere Eigenschaften,
wie zum Beispiel eine im Einzelfall wesentlich höhere Drehzahl.
In einem denkbaren Anwendungsfall kann somit beispielsweise
eine Anordnung der Tabellen bei plus 45 Grad elektrisch und
plus 135 Grad elektrisch als idealen Ausgangswerten angenommen
bzw. zugrundegelegt werden; im einzelnen ist aber die Winkel
verschiebung in ihrem Betrag neben den vorstehenden ebenfalls
im Einzelfall festzulegenden Rahmendaten auch abhängig von
der Motorgeometrie.
Die Auswahl, welche der beiden zu einer Phase gehörigen Tabellen
für die Ermittlung des normierten Stromsollwertes heranzuziehen
ist, geschieht über die Verwertung des vom PI-Drehzahlregler
abgegebenen Drehmomentsollwertes, der neben der Zuleitung zum
Multiplikator 15 über eine Abzweigung 17 einem Komparator 18
übermittelt wird; der mit dem Eingang des Wechselrichters 16
verbundene Komparator 18 gibt je nach dem Vorzeichen des Dreh
momentsollwertes ein Ausgangssignal für die jeweilige Tabelle
des Wechselrichters 16 ab, so daß der dem Multiplikator 15
übermittelte und der tatsächlichen Winkellage des Rotors ent
sprechende Stromsollwert schon das Vorzeichen des Drehmoment
sollwertes berücksichtigt. Die anschließende Multiplikation
der normierten Stromsollwerte mit dem Drehmomentsollwert ergibt
den jeweiligen Stromsollwert für die Phasen U, V, wobei sich
der Stromsollwert für die Phase W im dreiphasigen symmetrischen
Drehstromsystem rechnerisch aus den Phasen U, W ergibt und
insoweit keiner eigenen Bestimmung bedarf. Die Stromsollwerte
sind somit dem Drehmomentsollwert einschließlich dessen Vor
zeichen proportional.
Die Stromsollwerte werden an Vergleichsstellen 19 mit den tat
sächlichen Stromwerten der Motorversorgung verglichen und die
daraus gewonnenen Abweichungsinformationen werden in PI-Stromregler-
Verstärkern 20 in die Phasenstrom-Stellgrößen umgewandelt,
die über eine in die Stromzuleitung für den Reluktanzmotor
10 eingeschaltete Transistor-Endstufe 21 eingespeist werden
und die Phasenströme für den Motor 10 entsprechend regeln.
Die Transistorendstufe 21 wird aus einem Haupt-Zwischen
kreis 22 mit darin anstehender Gleichspannung betrieben.
Die vorstehend beschriebenen mechanischen und elektrischen
Anordnungen führen dazu, daß ein Reluktanzmotor zwischen der
Drehzahl 0 = Stillstand und der Nenndrehzahl in links- und
rechtsdrehende Richtung betrieben werden kann; bei dieser Betriebs
art können sich lastabhängig Drehmomente in allen vier Quadranten
einstellen, und diese Drehmomente sind nur durch die Dimensionierungen
und Baugrößen der Teile des Motors und des Reglers begrenzt.
Somit ist der mit einer entsprechenden Regeleinrichtung zu
sammengeschaltete Reluktanzmotor auch als echter Servoantrieb
einsetzbar.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
gemäß welchem die Zahl der Endstufentransistoren der Transistor-End
stufe bei der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform der
Regeleinrichtung für den Reluktanzmotor 10 auf eine Zahl von
3 Endstufentransistoren verringert werden kann, wobei 3 den
Hauptstrom tragende Entladedioden zusätzlich anzuordnen sind.
Hierzu sind im Stator des Reluktanzmotors 10 zwei identische
elektrisch getrennte, aber magnetisch hart - also ohne große
Streuinduktivität - gekoppelte Drehstromwicklungen U1, V1,
W1, MP1 und U2, V2, W2, MP2 vorhanden, die jede für sich im
Stern geschaltet sind. Die Wicklung U1, V1, W1, MP1 kann dabei
als Ladewicklung und die Wicklung U2, V2, W2, MP2 als Endlade
wicklung angesprochen werden. Der Stern MP1 der Ladewicklung
liegt an dem Pluspol des Kondensators C1 des Haupt-Zwischenkrei
ses 22, während die Wicklungsenden der Ladewicklung U1, V1,
W1 mit den drei Endstufentransistoren T1, T2, T3 der Transistor-End
stufe 21 verbunden sind; der Sternpunkt MP2 der Endladewicklung
U2, V2, W2 liegt an der negativen Schiene des Haupt-Zwischen
kreises 22, während die Wicklungsenden der Entladewicklung
U1, V1, W1 über Entladedioden D1, D2, D3 mit der positiven
Schiene des Haupt-Zwischenkreises 22 verbunden
sind. Im Strang U läßt sich dabei durch
eine impulsbreitenmodulierte Ansteuerung des Transistors T1
ein unipolarer Fluß nicht nur schnell aufbauen, sondern aufgrund
der Verwendung der Wicklung U2 - MP2 in Verbindung mit der
Endladediode D1 als (magnetische) Entladewicklung auch schnell
abbauen; entsprechendes gilt für die Stränge V und W.
Den Wicklungsenden der Ladewicklung U1, V1, W1 und der Entlade
wicklung U2, V2, W2 ist jeweils ein aus D4, D5, D6, C2, R1,
D13 bzw. aus D7, D8, D9, C3, R2, D14 bestehender Ergänzungs
zwischenkreis zugeschaltet. Die Anordnung von D4 bis D14, R1,
R2, C2 und C3, welche alle nur für einen relativ kleinen Strom
ausgelegt sein müssen, stellt somit eine Möglichkeit dar, die
aufgrund von Streuinduktivitäten und anderer Unwägbarkeiten
eventuell auftretenden Überspannungsspitzen zu kappen. Die
Z-Spannungen von D13 und D14 müssen geringfügig größer als
die maximal auftretende Zwischenkreis-Spannung sein. T1, T2,
T3 sowie D1, D2, D3 werden betriebsmäßig in jeder Schaltperiode
mit der doppelten Zwischenkreisspannung als Sperrspannung belastet.
Ein anderes, in Fig. 3 dargestelltes Ausführungsbeispiel hat
ein geändertes Schaltungskonzept für die Transistor-Endstufe
21 zum Gegenstand und erlaubt es, bei konventionell ausgeführter
Ständerwicklung mit einer Wicklung U, V, W die Zahl der Endstufen
transistoren auf 4 zu reduzieren. Dazu ist zunächst der Motor-Stern
punkt MP mit der Plusschiene des dem Haupt-Zwischenkreis 22
zugeordneten Kondensators C1 verbunden. Den Wicklungsenden
der Ständerwicklung U, V, W ist ein Hilfszwischenkreis mit
Entladedioden D1, D2, D3 und einem Kondensator C2 zugeschaltet,
wobei ein aus L1, T4, D4 bestehender Abwärtssteller vorgesehen
ist.
Somit läßt sich in der Wicklung der Phase U durch impulsbreiten
modulierte Ansteuerung des Transistors T1 ein unidirektionaler
Strom nicht nur schnell aufbauen, sondern aufgrund der Anbindung
der Entladediode D1 an den Hilfszwischenkreiskondensator C2
auch schnell abbauen; entsprechendes gilt für die Phasen V
und W. Über den aus L1, T4 und D4 bestehenden Abwärtssteller
wird die Spannung an dem Kondensator C4 auf etwa den Wert der
Spannung des Haupt-Zwischenkreises 22 geregelt und dabei wird
die Energie aus dem Hilfszwischenkreis in den Haupt-Zwischen
kreis 22 zurücktransportiert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge
sehen, den mit der Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 als Servoregler
betriebenen Reluktanzmotor mit einer Bremszusatzschaltung zu
versehen, um diesem eine vergleichsweise große Bremsleistung
im Notfall zuzuführen. Hierzu ist ein Umschaltschütz angeordnet,
welches im Falle eines Not-Aus die Stator-Wicklungen des Reluktanz
motors von den Endstufen-Transistoren der Regeleinrichtung
trennt und gleichzeitig die Verbindung der Wicklungen zu der
an sich bekannten Senkbremsschaltung herstellt, welche ihrerseits
mit Hilfe von Wechselspannung Ströme im Motor erzeugt, die
eine Bremswirkung auf den Motor ausübt. Das Umschaltschütz
schließt dabei zum Beispiel die Wicklungen U und V des Reluktanz
motors parallel und schaltet diese in Reihe mit der Wicklung
W. Mit dieser Anordnung ist auch die Erzeugung großer Brems
leistungen bei defektem Servoverstärker durch Einspeisen kleiner
Energiemengen gegeben, ohne daß die Gefahr des Blockierens
besteht.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen,
der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale
des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch
in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich
sein.
Claims (8)
1. Reluktanzmotor mit Stator und Rotor sowie mit einer Re
geleinrichtung zu dessen Betrieb, dadurch gekennzeichnet,
daß zu seiner Verwendung als Servoantrieb der Reluktanzmo
tor (10) mit einem Resolver (11) als Rückführsystem für den
Rotorwinkel versehen ist und daß die Regeleinrichtung zur
Ermittlung der in einer der Stromversorgung des Reluktanz
motors (10) zugeordneten Transistor-Endstufe (21) umzu
setzenden Phasenstrom-Stellgrößen umfaßt: eine Resolver-
Meßschaltung (12) zur Signalumwandlung des mechanischen
Rotorwinkels und der Ist-Drehzahl, einen einer Vergleichs
stelle (13) zwischen Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl nach
geschalteten PI-Drehzahlregler (14) zur Festlegung eines
Drehmomentsollwertes, einen Wechselrichter (16) mit dort
abgelegten phasenbezogenen Tabellen zur Festlegung von dem
Lagesignal des Rotors zugeordneten Stromsollwerten, einen
Multiplikator (15) zur Vorgabe vorzeichenrichtiger Phasen
strom-Sollwerte durch Multiplikation des Drehmomentsollwer
tes mit den Stromsollwerten sowie phasenbezogenen Vergleichs
stellen (19) zwischen aus der Bestromung des Reluktanzmo
tors (10) abgegriffenen Phasenstrom-Istwerten und den vor
zeichenrichtigen Phasenstrom-Sollwerten nachgeschaltete
Stromregler (20) zur Erzeugung der Phasenstrom-Stellgrößen,
wobei der mit einem Vorzeichen behaftete Drehmomentsollwert
vom PI-Drehzahlregler (14) zusätzlich auf einen weiteren
Eingang des Wechselrichters (16) gelegt und in dem Wechsel
richter (16) für jede Stromphase ein Tabellenpaar mit zwei
um einen elektrischen Winkel phasenverschobenen und in Ab
hängigkeit von dem Vorzeichen des über den Wechselrichter
(16) geführten Drehmomentsollwertes für die Ermittlung der
dem Rotorlagersignal entsprechenden Stromsollwerte auszu
wählenden Einzeltabellen abgelegt ist.
2. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrische Winkel der Phasenverschiebung der Ein
zeltabellen in dem Wechselrichter (16) derart festgelegt ist,
daß der gleiche Pol des Rotors des Reluktanzmotors (10) von
einem Statorfeldpol gleichen Vorzeichens angezogen wird.
3. Reluktanzmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Festlegung des dem Wechselrichter (16) zu
übermittelnden, dem Vorzeichen des Drehmomentsollwertes
entsprechenden Signals zwischen PI-Drehzahlregler (14) und
Wechselrichter (16) ein Komparator (18) zwischengeschaltet
ist.
4. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen PI-Drehzahl
regler (14) und Multiplikator (15) ein Radizierer (23) ge
legt ist.
5. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Stator des Reluktanzmotors (10) zwei
identische, jeweils im Stern geschaltete elektrisch getrenn
te, magnetisch hart gekoppelte Drehstromwicklungen als Lade
wicklung (U1, V1, W1, MP1) und als Entladewicklung (U2, V2,
W2, MP2) angeordnet sind, deren Sternpunkte (MP1, MP2) ge
trennt herausgeführt sind, wobei die Wicklungsenden der La
dewicklung (U1, V1, W1) mit den Transistoren (T1, T2, T)
der Transistor-Endstufe (21) und die Wicklungsenden der
Entladewicklung (U2, V2, W2) über Entladedioden (D1, D2, D3)
mit der positiven Schiene des Gleichspannungs-Haupt-Zwischen
kreises (22) verbunden sind.
6. Reluktanzmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß den Wicklungsenden der Ladewicklung (U1, V1, W1) und der
Entladewicklung (U2, V2, W2) jeweils ein Ergänzungszwischen
kreis (D4, D5, D6, C2, R1, D13; D7, D8, D9, C3, R2, D14) zur
Kappung von Überspannungsspitzen zugeschaltet ist.
7. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sternpunkt (MP) der Ständerwicklung
(U, V, W) des Reluktanzmotors (10) mit dem Pluspol des Kon
densators (C1) des Haupt-Zwischenkreises (22) verbunden und
den Enden der Wicklung (U, V, W) ein Hilfszwischenkreis
mit Entladedioden (D1, D2, D3), einem Kondensator (C2) und
einem Abwärtssteller (L1, T4, D4) zugeschaltet ist, um die
beim Ausschalten der Transistoren (T1, T2, T3) verfügbare
Energie über den Hilfszwischenkreis in den Haupt-Zwischen
kreis (22) umzuladen.
8. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung des Reluktanzmo
tors (10) eine an sich bekannte Senkbremsschaltung sowie
ein bei Not-Abschaltung des Reluktanzmotors (10) ansprechen
des Umschaltschütz aufweist, welches Umschaltschütz die
Ständerwicklungen des Reluktanzmotors (10) von den Endstu
fentransistoren der Transistor-Endstufe (21) trennt und
diese mit der Senkbremsschaltung verbindet.
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| Country | Link |
|---|---|
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| RU2392730C1 (ru) * | 2008-12-29 | 2010-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" | Электрический следящий привод |
| RU2724926C1 (ru) * | 2019-10-09 | 2020-06-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Электрический следящий привод |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4310772C2 (de) | 1995-02-16 |
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