Kompensation der Lastabhängigkeit von industriellen Servoantrieben mit geberloser Regelung

Abstract:
Die geberlose Regelung von kommerziellen Synchronmaschinenantrieben mit Permanentmagneterregung ist auch bei niedrigen Drehzahlen und sogar im Stillstand möglich, wenn hierzu eine hochfrequente (alternierende) Wechselspannung an die Statorwicklung angelegt wird. Die elektrische Maschine antwortet auf diese Anregung mit einem amplitudenmodulierten hochfrequenten Wechselstrom, in dem die Information über die Position der magnetischen Anisotropie enthalten ist. Die Differenz zwischen der Lage der magnetischen Anisotropie und der tatsächlichen Rotorlage besteht aus zwei Anteilen: eine belastungsabhängige Komponente sowie eine zeitveränderliche Komponente. In marktüblichen Synchronmaschinen mit Permanentmagneterregung (z. B. Servomotoren) liegt der lastabhängige Anteil aufgrund der speziellen Rotorauslegung (niedriges Trägheitsmoment) in der gleichen Grössenordnung wie der zeitveränderliche Anteil. Im vorliegenden Beitrag wird gezeigt, dass der lastabhängige Fehler kein signifikantes Problem darstellt und einfach kompensiert werden kann, wogegen die zeitabhängigen Abweichungen nicht beseitigt werden können. Hierzu werden sowohl Simulations- als auch experimentelle Ergebnisse gezeigt.