Eine geberlose Drehzahlerfassung für Asynchronmaschinen

Abstract:
Drehzahlgeregelte Asynchronmaschinen werden in zahlreichen Anwendungen der Antriebstechnik verwendet. Die Vorzüge der Asynchronmaschine sind hierbei im Wesentlichen die Robustheit, der geringe Wartungsaufwand sowie geringe Investitionskosten. Aufgrund des physikalischen Aufbaus der Asynchronmaschine ist ein Schlupf vorhanden, welcher die Drehzahldifferenz zwischen der Synchrondrehzahl und der Rotordrehzahl darstellt. Dieser Schlupf ist vom Belastungszustand der Maschine abhängig und somit im Allgemeinen unbekannt. Zur Realisierung eines drehzahlgeregelten Antriebs muss jedoch die Rotordrehzahl der Maschine bekannt sein. Die Drehzahlinformation wird in vielen Anwendungen dadurch gewonnen, dass ein externer Drehzahlgeber verwendet wird. Ein solcher Geber birgt zahlreiche Nachteile. So führt die Verwendung eines Drehzahlgebers zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit, weiteren Kosten sowie zu einem höheren Verdrahtungsaufwand. Aus den vorgenannten Gründen ist es wünschenswert, eine geberlose Drehzahlerfassung zu realisieren. Dieser Beitrag soll das Grundprinzip einer geberlosen Drehzahlerfassung erörtern, welche Rotoranisotropien ausnutzt, um die unbekannte Schlupffrequenz und somit die Rotordrehzahl der Maschine zu bestimmen. Neben der grundsätzlichen Betrachtung des Verfahrens wird zudem ein mathematisches Modell der Maschine abgeleitet, mit welchem das prinzipielle Verhalten der modifizierten Maschine beschrieben und simuliert werden kann.