Beschreibung
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissen schaftlicher Mitarbeiter am Institut fUr Steuerungstechnik der Werk zeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. G. Stute, dem ehemaligen Direktor des Insti tuts, und Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr danke ich herzlich fUr die stete Forderung dieser Arbeit sowie fUr die zahlreichen Anregun gen und kritischen Hinweise. FUr die Erstellung des Mitberichts und fUr sein Interesse an dieser Arbeit mochte ich Herrn Professor Dr. -Ing. habil. A. Boehringer, dem Direktor des Instituts fUr Leistungselektronik und Anlagentechnik, aufrichtig danken. Ferner gilt mein Dank allen Kolleginnen und Kollegen sowie Studen ten am obengenannten Institut, die in irgendeiner Weise zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben. Dieser Dank richtet sich besonders an die Herren Dipl. -Ing. K. Harig. Dipl. -Ing. W. Swoboda, Dipl. -Ing. K. -H. Wurst sowie an Fraulein G. Esslinger. - 5 - Inhaltsverzeichnis Seite Formelzeichen und AbkUrzungen 7 Einleitung 12 1. 1 Problemstellung 12 1. 2 Obersicht 14 2 Mathematische Modelle fUr die Asynchronmaschine 16 2. 1 Die Systemgleichungen 16 2. 2 Darstellung mit Feldkoordinaten 19 2. 3 Einphasiges Ersatzschaltbild und korrespondierende GraBen 23 3 Verfahren zur Entkopplung der SystemgroBen 25 3. 1 Obersicht 25 3. 2 Entkopplung der SystemgroBen durch Feldorientierung 27 3. 2. 1 Feldorientierung bei Statorstromeinpragung 27 3. 2. 2 Bestimmung des RotorfluBvektors 29 3. 2. 2. 1 Ermittlung durch Messung 29 3. 2. 2.
Autorenportrait
InhaltsangabeFormelzeichen und Abkürzungen.- 1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Übersicht.- 2 Mathematische Modelle für die Asynchronmaschine.- 2.1 Die Systemgleichungen.- 2.2 Darstellung mit Feldkoordinaten.- 2.3 Einphasiges Ersatzschaltbild und korrespondierende Größen.- 3 Verfahren zur Entkopplung der Systemgrößen.- 3.1 Übersicht.- 3.2 Entkopplung der Systemgrößen durch Feldorientierung.- 3.2.1 Feldorientierung bei Statorstromeinprägung.- 3.2.2 Bestimmung des Rotorflußvektors.- 3.2.2.1 Ermittlung durch Messung.- 3.2.2.2 Nachbildung des Rotorflußvektors aus den Statorspannungen und Statorströmem.- 3.2.2.3 Nachbildung des Rotorflußvektors aus des Statorströmen und einer Ausgangsgröße.- 3.2.3 Feldorientierung bei Spannungsvorgabe.- 4 Untersuchung einer zeitdiskreten Asynchronmotorregelung.- 4.1 Die Entkopplungsanordnung.- 4.2 Aufbau des Versuchsantriebs.- 4.3 Untersuchung der Systemgrößenentkopplung.- 4.3.1 Entkopplungsverhalten ohne Stromrückführung.- 4.3.2 Entkopplungsverhalten mit Stromrückführung.- 4.3.3 Magnetisierungskennlinie und Betriebsbereich.- 4.3.4 Einfluß der Modell zeitkonstanten.- 4.3.4.1 Blockschaltbild des Obertragungssystems.- 4.3.4.2 Stationäre Betriebspunkte.- 4.3.4.3 Obergangsverhalten.- 4.3.5 Auswirkungen der Signalquantisierung und Signalabtastung.- 4.4 Rotorflußführung im Feldschwächbereich.- 4.4.1 Zweckmäßigkeit und Problematik.- 4.4.2 Stationär "optimale" Flußführung.- 4.4.2.1 Ableitung der Steuer- und Begrenzungslinien.- 4.4.2.2 Regel system und Übergangsverhalten.- 4.5 Digitale Drehzahl regelung.- 4.5.1 Regelkreisstruktur.- 4.5.2 Dynamisches Verhalten.- 4.5.3 Genauigkeit der digitalen Drehzahlführung.- 4.6 Digitale Lageregelung.- 4.6.1 Nachbildung der Kaskadenstruktur.- 4.6.2 Einschleifige Lageregelung mit Führungsfilter.- 4.6.2.1 Regelkreisstruktur und Entwurfsbedingungen.- 4.6.2.2 Entwurf des Reglers nach dem Pol vorgabeverfahren.- 4.6.2.3 Entwurf des Führungsfilters.- 5 Identifikation der Motorparameter.- 5.1 Problematik der experimentellen Analyse.- 5.2 Identifikation der Rotorzeitkonstanten durch Abgleich der Entkopplungsanordnung.- 5.3 Identifikation aller elektrischen Motorparameter bei Systemen mit Spannungsvorgabe.- 6 Zusammenfassung.- Schrifttum.
