In Bearbeitung

Bitte warten ...

Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. DE102009025390 - Verfahren zur Regelung eines umrichtergespeisten Elektromotors und umrichtergespeister Elektromotor

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]
Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung eines umrichtergespeisten Elektromotors, insbesondere Asynchronmotors, unter Verwendung eines rotorflussorientierten Flussmodells,
wobei der Statorstromraumzeiger und die Drehzahl des Rotors des Elektromotors erfasst werden und der Motorspannungsraumzeiger gestellt wird,
wobei ein Wert für den Rotorwiderstand eines mit dem Rotor verbundenen Kurzschlusskäfigs berücksichtigt wird,
dadurch  gekennzeichnet, dass
Verlustleistungen bestimmt werden und diese einem thermischen Modell, das gemäß eines thermischen Ersatzschaltbildes arbeitet, für den Elektromotor zugeführt werden, aus dem die Temperatur des Kurzschlusskäfigs bestimmt, insbesondere entnommen, wird und in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor nicht belastet ist, aus diesem Temperaturwert der Wert des Rotorwiderstandes bestimmt wird zur Verwendung im rotorflussorientierten Flussmodell,
wobei  in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor belastet ist, aus einer Blindleistungsdifferenz der Wert des Rotorwiderstandes bestimmt wird einerseits zur Verwendung im rotorflussorientierten Flussmodell und andererseits daraus ein Temperaturwert des Kurzschlusskäfigs bestimmt wird, wobei dieser Temperaturwert zur Stützung ins thermische Modell eingespeist wird,
insbesondere wobei die Blindleistungsdifferenz die Differenz der tatsächlichen und einer geschätzten Blindleistung ist, insbesondere wobei die geschätzte Blindleistung mittels im rotorflussgeführten Maschinenmodell bestimmten Modellwerten bestimmt wird.
2.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verlustleistungen
–  die Wicklungsverluste als ohmsche Verlustwärmeleistung,
–  die Rotorverluste als ohmsche Verlustwärmeleistung und
–  die Eisenverluste als Summe der Wirbelstromverlustleistung und der Hystereseverlustleistung gebildet werden, insbesondere wobei diese als Funktion der elektrischen Ausgangsfrequenz des Umrichters und Modellwerten der magnetischen Flussdichte, welche aus dem erfassten Motorstrom bestimmt werden oder alternativ als Näherung, indem sie als Funktion der elektrischen Ausgangsfrequenz des Umrichters gemäß einem Wachstumsgesetz für den Grunddrehzahlbereich oder den Feldschwächebereich um einen Betriebspunkt herum mit bekanntem Wert an Eisenverlusten gebildet werden.
3. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die  Temperatur T des Kurzschlusskäfigs aus dem Wert des Rotorwiderstandes bestimmt wird gemäß
wobei R R0 ein Rotorwiderstandsbezugswert, α ein Parameter und R R der Rotorwiderstand ist.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor belastet ist, eine von Null verschiedene drehmomentbildende Stromkomponente vorhanden ist, insbesondere ein Zehntel des Nennwertes oder maximal erlaubten Wertes an drehmomentbildender Stromkomponente überschreitet.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor belastet ist, der mittels eines an oder in der Statorwicklung vorgesehenen Temperatursensors erfasste Temperaturwert als Temperaturwert der Statorwicklung zur Stützung ins thermische Modell eingespeist wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisentemperatur aus einer Modellformel bestimmt wird, in welche Motorstromraumzeiger, Motorspannungsraumzeiger und Drehzahl des Motors eingeht, und zur Stützung ins thermische Modell eingespeist wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor nicht belastet ist, insbesondere im Leerlauf ist, aus dem thermischen Modell ein Wert für den Temperaturwert des Rotorwiderstandes bestimmt wird und daraus der Rotorwiderstand bestimmt wird, insbesondere der zur Motorführung verwendet wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor nicht belastet ist, insbesondere im Leerlauf ist, aus dem thermischen Modell ein Wert für die Eisentemperatur bestimmt wird, insbesondere zur Bestimmung der Rotortemperatur, also daraus auch des Rotorwiderstandes, bei der Motorführung verwendet wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in welchen der Elektromotor nicht belastet ist, insbesondere im Leerlauf ist, aus dem thermischen Modell ein Wert für die Wicklungstemperatur bestimmt wird, insbesondere der zur Bestimmung der Rotortemperatur, also daraus auch des Rotorwiderstandes, bei der Motorführung verwendet wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Modell Teil eines in der Regelung ausgeführten Beobachters ist, insbesondere eines als Luenberger-Beobachter ausgeführten Beobachters ausgeführt ist.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der zwei Blindleistungen bestimmt wird, die von einem Fehlwinkel∆ε verursacht wird, der zwischen dem aus den Messwerten bestimmten Motorstromraumzeiger und dem aus den gemäß rotorflussgeführtem Maschinenmodell bestimmten Stromkomponenten I Sq und I Sd, insbesondere also aus dem drehmomentbildendem und flussbildendem Stromanteil, zusammengesetzten Motorstromraumzeiger besteht.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz von zwei Blindleistungen bestimmt wird, die von einem Fehlwinkel∆ε verursacht wird, der zwischen dem aus den Messwerten bestimmten Motorstromraumzeiger und dem im gemäß Maschinenmodell bestimmten, rotorflussgestütztem Koordinatensystem dargestellten Motorstromraumzeiger besteht.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Modell die Wärmekapazität des Rotors und/oder zumindest des Kurzschlusskäfigs berücksichtigt und den Wärmeübergangswiderstand vom Kurzschlusskäfig sowohl zur Umgebung als auch zum Eisen des Motors, also Statorblechpaket des Motors.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Modell die Wärmekapazität des Eisens, also Blechpakets, berücksichtigt und den Wärmeübergangswiderstand vom Eisen sowohl zur Umgebung als auch zur Statorwicklung des Motors.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Modell die Wärmekapazität des Temperatursensor berücksichtigt und den Wärmeübergangswiderstand vom Sensor sowohl zur Umgebung als auch zur Statorwicklung des Motors.
16. Umrichtergespeister Elektromotor zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in  der Statorwicklung ein Temperatursensor vorgesehen ist,
Mittel zur Erfassung des Motorstromes und der Zwischenkreisspannung des Umrichters vorgesehen sind, insbesondere wobei die Zwischenkreisspannung aus einem netzgespeisten Gleichrichter erzeugbar ist und die den Motor versorgende pulsweitenmodulierbar betreibbare Endstufe, insbesondere umfassend drei Halbbrücken von Leistungshalbleiterschaltern, aus der Zwischenkreisspannung versorgt ist.