Entwurf und Aufbau einer digitalen Strom- und Drehzahlregelung fur eine permanentmagneterregte Synchronmaschine

Diplomarbeit aus dem Jahr 1998 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 0,7, Technische Universitt Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig (Institut fr Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen), 21 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Bei der Konzeption und Auslegung eines elektrischen Antriebssystems mssen im wesentlichen Punkte wie Oberwellengehalt, Pendelmomente, Schaltverluste, Regeldynamik und Verhalten bei nicht-stationrem Betrieb untersucht werden. Diese Arbeit hat auf Basis eines konfigurierbaren Mikrocontrollers die Grundlage hierfr geschaffen. Der elektrische Antrieb ist eine Synchonmaschine mit permanenterregtem Axialfeld und Ringkernwicklung (SPARK). Um beim verwendeten spannungseinprgenden Zwischenkreisumrichter die bestmgliche Ausnutzung zu erwirken, wird die Raumzeiger-Pulsweitenmodulation verwendet. Die Regelung ist als feldorientierte Regelung in rotorbezogenen (d,q)-Koordinaten realisiert.

Der erste Teil der Arbeit bestand darin, die vorhandenen Hardwarekomponenten an das SAB80C167-Evaluation Board anzupassen. Aus den Phasenstrmen (LEM-Module) und der absoluten Rotorlage (Resolver) wurde ein Pulsmuster generiert, das einen 3-phasigen Brckenwechselrichter ansteuert. Die Stromsignale sind sinusfrmige Signale und werden ber ein Eingangsfilter der Analogeinheit zugefhrt.

Im zweiten und umfangreicheren Teil wurden die C-Routinen fr die feldorientierte Regelung implementiert und optimiert. Mit Hilfe des Satzes nichtlinearer Differentialgleichungen, die die Synchronmaschine beschreiben, wurde der geschlossene Regelkreis entwickelt. Somit entstand die bekannte kaskadenfrmige Reglerstrucktur mit PI-Stromregler, I-Drehzahlregeler und P-Lageregler. Um fr den Stromregelkreis eine Zykluszeit von 400s erreichen zu knnen, ist das Zahlenformat durchgngig Integer. Die bezglich der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielten Ergebnisse sind im Vergleich zu bisherigen DSP-basierende Lsungen recht zufriedenstellend. Bentigte mathema