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1. WO2012037983 - VERFAHREN ZUR (KUPFER-)VERLUSTOPTIMALEN REGELUNG EINER ASYNCHRONMASCHINE MIT EINEM UMRICHTER

Veröffentlichungsnummer WO/2012/037983
Veröffentlichungsdatum 29.03.2012
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2010/064177
Internationales Anmeldedatum 24.09.2010
Antrag nach Kapitel 2 eingegangen 23.07.2012
IPC
H02P 23/00 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
PSteuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern; Steuern und Regeln von Transformatoren, Reaktanzen oder Drosselspulen
23Einrichtungen oder Methoden zum Steuern oder Regeln von Wechselstrommotoren, wobei die Steuerung oder Regelung nicht auf feldorientierte Regelung beruht
H02P 27/06 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
PSteuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern; Steuern und Regeln von Transformatoren, Reaktanzen oder Drosselspulen
27Einrichtungen oder Methoden zum Steuern oder Regeln von Wechselstrommotoren, gekennzeichnet durch die Art der Stromversorgung
04unter Verwendung einer frequenzvariablen Versorgungsspannung, z.B. Versorgungsspannung aus Frequenzwandler oder Frequenzumformer
06unter Verwendung von Gleichstrom- zu Wechselstrom- Wandlern oder Umformern
CPC
H02P 21/50
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
21Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
50Vector control arrangements or methods not otherwise provided for in H02P21/00- H02P21/36
H02P 2207/01
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
2207Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
01Asynchronous machines
H02P 23/26
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
23Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
26Power factor control [PFC]
H02P 27/06
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
27Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
04using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
06using dc to ac converters or inverters
Anmelder
  • LENZE DRIVES GMBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • STICHWEH, Heiko [DE]/[DE] (UsOnly)
  • EINHAUS, Albert [DE]/[DE] (UsOnly)
  • WISGICKL, Matthias [DE]/[DE] (UsOnly)
Erfinder
  • STICHWEH, Heiko
  • EINHAUS, Albert
  • WISGICKL, Matthias
Vertreter
  • LEONHARD, Reimund
Prioritätsdaten
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERFAHREN ZUR (KUPFER-)VERLUSTOPTIMALEN REGELUNG EINER ASYNCHRONMASCHINE MIT EINEM UMRICHTER
(EN) METHOD FOR CONTROLLING AN ASYNCHRONOUS MACHINE HAVING A CONVERTER IN A MANNER THAT IS OPTIMAL FOR (COPPER) LOSS
(FR) PROCÉDÉ DE RÉGULATION OPTIMISÉE EN TERMES DE PERTES (DANS LE CUIVRE) POUR UN MOTEUR ASYNCHRONE AU MOYEN D'UN CONVERTISSEUR
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer Asynchronmaschine mit oder ohne Drehzahlrückführung, wobei der Asynchronmotor durch ein Steuergerät (Umrichter oder Servo-Umrichter) geregelt wird. Zuerst wird ein mit einer Drehfeldfrequenz drehender Spannungsvektor vorgegeben und eingeprägt, wobei sowohl die Drehfeldfrequenz als auch der Spannungsvektor mit einer auf einer beliebig ausgeführten Spannungs-Frequenz-Kennlinie basierenden Steuerung oder Regelung ermittelt und der Spannungsvektor über eine cos φ -Regelung angepasst wurde. Es werden Soll-Werte des cos φ anhand von Typenschild- und Ersatzschaltbilddaten für einen verlustoptimalen oder verlustoptimierten Betrieb der Asynchronmaschine zur Berechnung von cos φSollwert berechnet, was zu einem verlustoptimierten Betrieb führt. Danach wird ein Wert für cos φIst anhand des eingeprägten Spannungsvektors und eines Stromvektors oder anhand der Wirk- und Scheinleistung ermittelt. Darauf folgt die Berechnung der Differenz zwischen cos φSollwert und cos φIst sowie die Speisung einer Regelung auf cos φ mit dieser Eingangsdifferenz. Es wird ein Stellwert des Reglers für cos φ berechnet und begrenzt und der Spannungsvektor über den Stellwert der Regelung auf cos φ angepasst.
(EN)
The invention relates to a method for controlling an asynchronous machine with or without rotational speed feedback in an open-loop or closed-loop manner, wherein the asynchronous motor is controlled by a control unit (converter or servo converter). First, a voltage vector rotating at a rotating-field frequency is specified and applied, wherein both the rotating-field frequency and the voltage vector are determined by means of an open-loop or closed-loop control based on an arbitrarily designed voltage-frequency characteristic curve and the voltage vector has been adapted by means of a cos φ closed-loop control. Desired values of cos φ are calculated on the basis of nameplate data and equivalent circuit data for loss-optimal or loss-optimized operation of the asynchronous machine in order to calculate cos φdesired value, which leads to loss-optimized operation. Thereafter, a value for cos φactual is determined on the basis of the applied voltage vector and a current vector or on the basis of the real power and apparent power. Then the difference between cos φdesired value and cos φactual is calculated and a closed-loop control to cos φ is fed said initial difference. A control value of the closed-loop controller for cos φ is calculated and limited and the voltage vector is adapted by means of the control value of the closed-loop control to cos φ.
(FR)
L'invention concerne un procédé de commande ou de régulation d'un moteur asynchrone avec ou sans retour vitesse, le moteur asynchrone étant régulé par un appareil de commande (convertisseur ou servoconvertisseur). Le procédé consiste tout d'abord à prédéfinir et appliquer un vecteur de tension tournant à une fréquence de champ tournant, la fréquence de champ tournant et le vecteur de tension ayant tous deux été déterminés par une commande ou une régulation basée sur une ligne caractéristique tension-fréquence réalisée de manière quelconque, et le vecteur de tension ayant été adapté par l'intermédiaire d'une régulation du cos φ. Des valeurs de consigne du cos φ sont calculées à l'aide de données de la plaque constructeur ou du schéma de circuit équivalent pour un fonctionnement du moteur asynchrone optimal ou optimisé en termes de pertes pour le calcul du cos φSollwert, ce qui permet un fonctionnement optimisé en termes de pertes. On détermine ensuite une valeur effective cos φIst à l'aide du vecteur de tension appliqué et d'un vecteur de courant ou à l'aide d'une puissance effective et apparente. La différence entre la valeur φSollwert et la valeur cos φIst est ensuite calculée et la régulation sur le cos φ est réalisée à l'aide de cette différence de départ. On calcule et on définit une valeur de réglage du régulateur pour le cos φ et le vecteur de tension est adapté par l'intermédiaire de la valeur de réglage de la régulation sur le cos φ.
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