Antriebssystem für höchste Geschwindigkeiten - Bergische ...

3. Feldorientierte Regelung der Synchronmaschine 23
Wird der Fluss in der Statorwicklung durch Sensoren ermittelt, spricht
man von direkter Feldorientierung. Diese Methode ist sehr präzise, in der
Praxis ist sie jedoch nur mit Sondermaschinen realisierbar. Im Allgemeinen
wird der Ständerfluss durch ein Modell wie beispielsweise die Integration
der Ständerspannung ermittelt. Die unterschiedlichen Konzepte zur
Feldorientierung unterscheiden sich genau in diesem Modell. Alle diese
Methoden werden als indirekte Feldorientierung bezeichnet.
3.2 Drehgeberlose feldorientierte Regelung der Synchronmaschine
Wie in Kapitel 2 beschrieben können die Maschinengrößen vom ständerbezogenen
α-β-Koordinatensystem mittels der Park’schen Transformation
(2.11) in ein rotorbezogenes d-q-Koordinatensystem transformiert
werden. Die d-Achse zeigt dabei in Richtung des Erregerflusses.
⎡
⎢
⎢
⎣
x
x
⎤
d ⎡ cos( δ )
⎥ = ⎢
q ⎥
⎦ ⎢⎣
− sin( δ )
sin( δ ) ⎤ ⎡
⎥ ⎢
cos( δ ) ⎥⎦
⎢⎣
x
x
α
β
⎤
⎥
⎥⎦
(3.1)
Bild 3.1 zeigt die Transformation beispielhaft am Ständerstrom. Im stationären
Fall sind im d-q-Koordinatensystem nur noch Gleichgrößen vorhanden.
Für die Regelung der transformierten Größen ist daher nur eine
kleine Bandbreite erforderlich. Aus (2.21) geht hervor, dass nur die q-
Komponente des Stromes drehmomentbildend ist. Mit der d-Komponente
kann das Erregerfeld verändert werden, dies kann zur Erhöhung der
Drehzahl durch Feldschwächung genutzt werden [41].
q
i
sq
j�
i s
i = i + ji
s
i
sd sq
sd �
Bild 3.1: Transformation des Stromes in d-q-Koordinaten
d
�
�