DA243 Schramm Zusa

Zusammenfassung Diplomarbeit Nr. 243 von Dipl.-Ing. Andreas Schramm:
Adaption der Läuferzeitkonstanten bei einem Drehstrom-Asynchronantrieb

In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein Verfahren zur Adaption der Läuferzeitkonstanten einer feldorientiert geregelten Asynchronmaschine vorgestellt.
Die Grundlage des Verfahrens wurde aus einer Reihe von der Literatur entnommenen Vorschlägen, unter Berücksichtigung der speziellen Bedürfnisse und Rahmenbedingungen eines Fahrzeugantriebes ausgewählt und dementsprechend modifiziert. Die Adaption wurde zunächst mit Hilfe von Matlab/Simulink simuliert und später in einen Prüfstand implementiert und dort erprobt. Es zeigte sich, daß die Adaption der Läuferzeitkonstanten eindeutig eine Verbesserung der feldorientierten Regelung bewirkt, d.h. eine genauere Berechnung des Feldwinkels ermöglicht. Dadurch können magnetischer Fluß und Drehmoment unabhängig voneinander geregelt werden. Das angewandte Adaptionsverfahren liefert auch bei Stillstand der Maschine zufriedenstellende Ergebnisse und hat insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und niedriger Ständerfrequenz eine deutliche Verbesserung der Regelung zur Folge. Die Läuferwiderstandsadaption funktioniert nicht bei Ständerfrequenz Null und ebenfalls nicht bei Schlupffrequenz Null, da bei Betrieb im Leerlauf kein Strom im Läufer fließt, wodurch das Verhalten der Maschine unabhängig von der Läuferzeitkonstanten wird.
Das vorgestellte Verfahren kann dahingehend verbessert werden, daß bei der Nachführung der Induktivitäten ein vollständiges Sättigungsmodell verwendet wird, das auch die Sättigungseinflüsse des Querstromes berücksichtigt, die bei Betrieb mit hoher Last verstärkt zum Tragen kommen.
Als nächster Schritt wird die Regelung auf einem Controlboard mit Integer-Signalprozessor implementiert, das in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt. Dort werden Berechnungsprobleme aufgrund des veränderten Datenformats entstehen, die bewältigt werden müssen. Im Fahrzeug muß sich auch herausstellen, wie sich die Regelung im transienten Betrieb bewährt. Dies konnte am Prüfstand nur bedingt überprüft werden, realistische Betriebsbedingungen liefert nur die Straße.