Von der Feldschwächung bis zur Ständerfrequenz Null

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Aus Kostengründen und zur Vereinfachung ist der Verzicht auf einen Drehgeber bei der feldorientierten Regelung von Drehfeldmaschinen erwünscht. Von besonderem Interesse sind dabei Verfahren zur drehgeberlosen feldorientierten Regelung, die kostengünstig zu erfassende Klemmengrößen der Drehfeldmaschinen, die Spannungen und Ströme, erfordern und ohne mechanische Modifikation der Maschinen auskommen. In der Literatur werden hierzu viele Verfahren beschrieben. Einige dieser Verfahren erheben den Anspruch, das zur Frage gestellte Problem abschließend gelöst zu haben. Dabei wird vor allem das Extended-Kalman-Filter für die Asynchronmaschine benutzt. das optimale Schätzwerte für die Drehzahl und den Fluss der Maschine liefern kann. Abweichend von diesen analytischen Verfahren wird in der vorliegenden Arbeit für die drehgeberlose feldorientierte Regelung von Asynchronmaschinen ein heuristischer Ansatz mit Abgleich der direkten Hauptfeldspannungskomponente verfolgt und am Laboraufbau untersucht. Dann wird die drehgeberlose feldorientierte Regelung von Asynchronmaschinen mit Korrektur des Differenzwinkels geprüft und am Laboraufbau verifiziert. Damit ist ein drehzahlgeregelter Vierquadrantenbetrieb einschließlich Ständerfrequenz Null möglich. Das Verfahren zur Korrektur des Differenzwinkels ist auch bei der drehgeberlosen Regelung von Synchronmaschinen anwendbar. Anhand von Sirnulationen wird es für den vollen Vierquadrantenbetrieb erprobt. Natürlich sind die beschriebenen Verfahren von einer brauchbaren Schätzung der Parameter der verwendeten Maschinenmodelle abhängig. Für die Identifikation dieser Parameter hat sich die Prediction-Error-Methode bewährt, da mit ihrer Hilfe von den flexiblen Modellstrukturen ARARMAX und Box-Jenkins Gebrauch gemacht werden kann. Hiermit lassen sich Offline auch bei mit Störungen behafteten Messwerten sehr gute Ergebnisse erzielen.