Skript - Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische ...

Mechatronik und elektrische Antriebe S. 94*ωω−Drehzahl-Regler*∆u Aψ ′ER + sLAAi AT LT−1sJωErsatz-RegelungErsatz-RegelstreckeFig. 6-26: Einschleifige Drehzahlregelung:resultierendes regelungstechnisches ModellEin weiterer Nachteil der einschleifigen Drehzahl-Regelung ist, dass der Ankerstrom nichtdirekt kontrolliert wird. Der Ankerstrom ist eine kritische Größe, da bei Überschreitung derzulässigen Werte Schäden durch Erhitzung aufgrund der Stromwärmeverluste entstehenkönnen. Der Motor hat meist größere thermische Zeitkonstanten, so dass eine Überschreitungdes zulässigen Nennstroms sogar um ein Vielfaches für eine gewisse Zeit (meist im Bereicheiniger Sekunden) geduldet werden kann. Weit kritischer ist aber die speisendeLeistungselektronik, die Überströme nur für sehr kurze Zeiten verträgt, da die thermischenZeitkonstanten der inneren Halbleiter-Struktur äußerst kurz sind (ggf. nur einigeMillisekunden). Aus diesem Grund wird häufig gar keine kurzzeitige Überschreitung desmaximalen Stroms zugelassen. Eine Regelung, mit der keine definierte Beschränkung desStromes möglich ist, ist daher kritisch. Eine Kontrollmöglichkeit des Stromes bietet dagegeneine Regelungsstruktur mit unterlagerter Stromregelung, die außerdem vonRegelungsdynamik deutliche Vorteile bietet.Die Regelung wird nun kaskadiert aufgebaut. Der innere Stromregler hat die Aufgabe, denStrom auf den gewünschten Sollwert zu regeln, dessen Sollwert vom äußeren Reglervorgegeben wird. Das Ankerstrom und Drehmoment zueinander proportional sind, kann mandie innere Regelung auch als Drehmoment-Regelung interpretieren. Wie bei dereinschleifigen Regelung empfiehlt sich auch hier eine EMK-Vorsteuerung.