Versuchsanleitung - EAL Lehrstuhl für Elektrische Antriebssysteme ...

Versuch 1
Modellierung des Gleichstromantriebs
Hinweis: Die mit * gekennzeichneten Teilaufgaben sind in der schriftlichen
Versuchsvorbereitung zu lösen!
1.1 Übersicht
In den ersten drei Versuchen werden geregelte Gleichstromantriebe behandelt. In diesem Antriebstyp
besteht die Regelstrecke, d. h. das zu regelnde System, aus einer Gleichstrommaschine
und einem Gleichspannungswandler als leistungselektronischem Stellglied, welches eine gezielte
Beeinflussung des elektrischen Energieflusses in die Maschine ermöglicht und somit deren Regelung
überhaupt möglich macht. Die Ansteuerung des Stellglieds erfolgt durch einen Regler,
über einen Vergleich der gemessenen Regelgrößen mit deren Sollwerten.
Im Rahmen des Praktikums wird der in industriellen Anlagen weit verbreitete Fall der durch
einenVierquadranten-Pulssteller (kurzVierquadrantensteller)gespeistenfremderregtenGleichstrommaschine
in Betracht gezogen. Gegenstand des ersten Versuchs ist die Modellierung des
Gleichstromstellers, der fremderregten Gleichstrommaschine sowie der zugehörigen Sensorik.
Ausgehend von den erarbeiteten Modellen wird der gesteuerte Betrieb des Gleichstromantriebs
und insbesondere dessen stationäres Drehmoment-Drehzahl-Verhalten untersucht. Regelauslegung
und Analyse des Betriebs im geschlossenen Regelkreis erfolgen im zweiten Versuch.
1.2 Vierquadranten-Pulssteller
1.2.1 Funktionsweise
Der Pulssteller gehört zu den Gleichspannungswandlern und liefert, ausgehend von einer
festen Eingangspannung U dc , eine einstellbare, pulsierende Ausgangsspannung u A . Im Hinblick
auf die möglichen Spannungs- und Strompolaritäten wird zwischen Ein-Quadrantenund
Mehrquadranten-Pulsstellern unterschieden. Im weiteren Verlauf wird ein Vierquadranten-
Pulssteller betrachtet, welcher sowohl positive, als auch negative Ausgangsspannungen bereitstellen
und den Strom bidirektional führen kann (Abb. 1.1).
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