Hochdynamische Regelung elektrischer Antriebe
Uwe Nuß
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Uwe Nuß, Hochdynamische Regelung elektrischer Antriebe (2017), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800744138
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Beschreibung / Abstract
Dieses Buch beschreibt die regelungstechnische Modellbildung und die darauf basierende Regelung der gebräuchlichsten, in industriellen Anwendungen eingesetzten elektrischen Maschinen.
Hinsichtlich des Reglerentwurfs wird eine sehr leistungsfähige Methodik angewendet, mit der alle analysierten Beispiele einheitlich behandelt werden können. Sie basiert auf der zeitdiskreten Zustandsraumbeschreibung stromrichtergespeister elektrischer Antriebe. Durch die leicht verständliche einführende Beschreibung der Methodik wird es auch Lesern, denen die Zustandsraummethodik nicht geläufig ist, möglich, dynamisch sehr hochwertige Regelungen zu implementieren.
Eine weitere Besonderheit ist die Einbeziehung von rückspeisefähigen Netzstromrichtern in die Betrachtungen.
Neben einigen Umgestaltungen und Erweiterungen wurden für die Neuauflage auch zahlreiche interessante Ergänzungen vorgenommen, etwa hinsichtlich Rückschlussmöglichkeiten aus Typenschildangaben einer Drehstrommaschine auf die in den zugehörigen Differentialgleichungen verwendeten Maschinenparameter sowie auf Möglichkeiten zu deren Identifikation im Betrieb.
Hinsichtlich des Reglerentwurfs wird eine sehr leistungsfähige Methodik angewendet, mit der alle analysierten Beispiele einheitlich behandelt werden können. Sie basiert auf der zeitdiskreten Zustandsraumbeschreibung stromrichtergespeister elektrischer Antriebe. Durch die leicht verständliche einführende Beschreibung der Methodik wird es auch Lesern, denen die Zustandsraummethodik nicht geläufig ist, möglich, dynamisch sehr hochwertige Regelungen zu implementieren.
Eine weitere Besonderheit ist die Einbeziehung von rückspeisefähigen Netzstromrichtern in die Betrachtungen.
Neben einigen Umgestaltungen und Erweiterungen wurden für die Neuauflage auch zahlreiche interessante Ergänzungen vorgenommen, etwa hinsichtlich Rückschlussmöglichkeiten aus Typenschildangaben einer Drehstrommaschine auf die in den zugehörigen Differentialgleichungen verwendeten Maschinenparameter sowie auf Möglichkeiten zu deren Identifikation im Betrieb.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- Hochdynamische Regelung elektrischer Antriebe
- Inhaltsverzeichnis
- 1 Raumzeiger und Raumzeigerdifferentialgleichungen
- 1.1 Begriff des Raumzeigers
- 1.2 Reelle Komponentenschreibweise
- 1.3 Transformationsbeziehungen zwischen Phasen- und Raumzeigergrößen
- 1.4 Raumzeigertransformation zwischen ortsfesten und rotierenden Bezugssystemen
- 1.5 Transformation von Phasengrößendifferentialgleichungen
- 1.6 Transformation von Raumzeigerdifferentialgleichungen
- 1.7 Leistungsberechnung mithilfe von Raumzeigern
- 1.8 Darstellung von Raumzeigergleichungen durch komplexe Strukturbilder
- 2 Dynamisches Verhalten permanentmagneterregter Synchronmaschinen
- 2.1 Grundlegende Beschreibung des Synchronmaschinenverhaltens
- 2.2 Zeitkontinuierliches Zustandsraummodell der Synchronmaschine
- 2.3 Prinzipielle Regelungsstrategie für permanentmagneterregte Synchronmaschinen
- 2.4 Synchronmaschinenspezifische Besonderheiten
- 3 Dynamisches Verhalten von Asynchronmaschinen
- 3.1 Grundlegende Beschreibung des Asynchronmaschinenverhaltens
- 3.2 Zeitkontinuierliches Zustandsraummodell der Asynchronmaschine
- 3.3 Prinzipielle Regelungsstrategie für Asynchronkäfigläufermaschinen
- 3.4 Asynchronmaschinenspezifische Besonderheiten
- 4 Dynamisches Verhalten von Netzwechselrichtern und Netzfiltern
- 4.1 Grundlegende Beschreibung des Verhaltens der Netzankopplung
- 4.2 Zeitkontinuierliches Zustandsraummodell der Netzankopplung
- 4.3 Raumzeigerbasierte Beschreibung bei einphasigen Netzwechselrichtern
- 4.4 Prinzipielle Regelungsstrategie für Netzwechselrichter
- 5 Regelung der Ausgangsströme von Motor- und Netzwechselrichtern
- 5.1 Betrachtete leistungselektronische Stellglieder und Steuerstrategien
- 5.2 Zeitdiskrete Beschreibung von Stromregelstrecken
- 5.3 Stromreglerentwurf
- 6 Entwurf überlagerter Regler
- 6.1 Allgemeine Betrachtungen
- 6.2 Drehzahlreglerentwurf
- 6.3 Lagereglerentwurf
- 6.4 Zwischenkreisspannungsreglerentwurf
- 7 Beobachterentwurf
- 7.1 Drehzahl- und Lastmomentbeobachter
- 7.2 Gegenspannungsbeobachter
- 7.3 Zwischenkreisspannungs- und Leistungsbeobachter
- 8 Ermittlung von Maschinenparametern
- 8.1 Einführung und Themenabgrenzung
- 8.2 Abschätzung der Maschinenparameter aus den Typenschilddaten
- 8.3 Maschinenparameteridentifikation
- Anhang
- A.1 Zeitkontinuierliche Zustandsgleichungen
- A.2 Modaltransformation der zeitkontinuierlichen Zustandsgleichungen
- A.3 Lösung der Zustandsdifferentialgleichungen und Stabilität
- A.4 Diskretisierung der Zustandsgleichungen
- A.5 Modaltransformation und Stabilität eines zeitdiskreten Systems
- A.6 Transformation der Zustandsgleichungen auf Regelungsnormalform
- A.7 Zustandsreglerentwurf durch Vorgabe der Regelungseigenwerte
- A.8 Transformation der Zustandsgleichungen auf Beobachtungsnormalform
- A.9 Beobachterentwurf durch Vorgabe der Beobachtereigenwerte
- Literaturverzeichnis
- Stichwortverzeichnis