Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

80 4 Regelkonzepte für selbstgeführte Stromrichter
4.4.2 Feldorientierte Regelung einer Asynchronmaschine
Bild 4.7 zeigt das häufig angewendete Regelverfahren für eine ASM mit Feldorientierung
auf die Rotorflussverkettung Ψ R. Es arbeitet mit Festzeigern in einem rotierenden, auf Ψ R
ausgerichteten dq-Koordinatensystem. Dabei liegt Ψ R liegt stets auf der d-Achse. Zwei
parallele überlagerte Regelkreise stellen den Betrag |Ψ R| und die Drehzahl ω mech der Maschine
ein. Der Flussregler ergibt direkt den Sollwert für die flussbildende Komponente
des Statorstromes i S,d,Soll. Der Ausgang des Drehzahlreglers entspricht dagegen dem einzustellenden
Drehmoment M el,Soll. Erst nach der Division durch |Ψ R| liegt der Sollwert für
die momentbildende Stromkomponente i S,q,Soll vor. Diese Beziehungen lassen sich aus
den Gleichungen der ASM in Kapitel 3.2.2.1 ableiten.
|Ψ R,Soll|
ω mech,Soll
+
+
-
- Ψ-Regler
Bild 4.7. Beispiel für die feldorientierte Regelung einer ASM
Der unterlagerte Stromregelkreis zusammen mit dem Modulator kann in allen 3 Formen
nach Bild 4.5 ausgeführt sein. Je nach dem gewählten Reglertyp sind entweder die Soll-
oder die Istwerte des Statorstromes oder beide in die benötigte Darstellungsform zu transformieren.
In jedem Fall wird dazu der Referenzwinkel ϑ Ψ (t) des rotierenden, auf Ψ R orientierten
dq-Koordinatensystems gebraucht: entweder zur Zeigertransformation oder im
Modulator als Referenzwinkel.
Die Grössen |Ψ R | und ϑ Ψ der Rotorflussverkettung werden im Flussrechner aus den
Statorspannungen und -strömen sowie der Drehzahl nachgebildet.
4.4.3 Speisung eines Inselnetzes
Steuersignale
i S,d,soll
Mel,Soll iS,q,soll ω-Regler •/•
|ΨR| Stromrichter
Modulator
Stromregler,
Zeiger-
transfomation
Die Struktur der Regelung eines Inselnetzes nach Bild 4.8 ist sehr einfach: Regelgrösse
ist die Spannung an der Last u L . Ihr Sollwert muss im gezeigten Beispiel als Zeitfunktion
vorliegen. Am Reglerausgang ergibt sich direkt der Sollwert für die Stromrichterspannung.
In dieser einfachsten Form existiert kein Stromregelkreis. Der Laststrom soll sich
frei einstellen können. Für den Schutz gegen Überlastung bzw. zur Sicherstellung der
Kurzschlussfestigkeit ist allerdings eine Stromüberwachung notwendig. Sie ist in Bild 4.8
nicht eingezeichnet.
Filter
i S, u S
Filter
ASM
ω mech
iS,U, iS,V, uS,U,uS,V,uS,W iS,W Flussrechner
für ΨR ϑΨ |ΨR|