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Flashcards
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Maschinen Stromregelung: Woher kommen die Stromsollwerte für die Stromregelung?
Aus den Modellen für die Maschine (ASM oder SM)
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Maschinen Stromregelung: Welche Darstellungen für ASM sowie SM werden für die Stromregelung für einen konstanten Fluss verwendet?
ASM:
Beschreibung im \(\alpha \beta\) Koordinatensystem. Hat jedoch keine grosse Bedeutung für die Stromregelung
Beschreibung im \(xy\) Koordinatensystem.
SM:
Beschreibung im \(dq\) Koordinatensystem.
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Maschinen Stromregelung: Wie wird für die Maschinenbeschreibung für die Stromregelung vorgegangen (Transferfunktion)?
Geleichung von Statrospannung \(\underline{u}_S\) ausgstellen, Flüsse in \(\underline{u}_S\) durch ensprechende Gleichungen ersetzen, nach \(\underline{i}_S \over \underline{u}_S\)auflösen.
Regelverfahren für DFM: Welche Verfahren existieren zur Drehzahlregelung?
Kennlinienverfahren:
- Spannungs-Frequenz Steuerung (Statorspannung in Abhängigkeit von \(\omega_S\))
- Strom-Frequenz Steuerung (Statorstrom in Funktion von Rotorfrequenz)
Flussregelung:
- Direkte Flussregelung
- Flussorientierte (Vektor) Regelung
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Warum muss die Statorspannung an \(\omega_S\) angepasst werden?
Damit die Maschine richtig magentisiert bleibt (hoher Fluss, keine Sättigung, Magnetisierungsstrom nicht zu gross)
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Zeichne die Ersatzschaltung für dieses Verfahren.
Skript S. 139, Bild 6.6
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Gib \(I_R, \ I_S\) für den Leerlauf an.
\(I_R = 0 \\I_S = I_m\)
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Bestimme die Statorspannung mithilfe des Ziegerdiagrams und der entrechenden Ersatzschaltung.
Skript S 140, Bild 6.7 -> \(\underline{U}_{S0} + \Delta \underline{U_S}\)
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Zeichne den Statorspannung in Funktion der Drehzahl, einmal für Leerlauf, einmal für Belastung
Skript S 141, Bild 6.8
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Warum wird im Generatorberieb die Statorspannung kleiner für Nennfluss?
Wegen dem negativen Vorzeichen on \(i_R\).
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Was kann passieren wenn die Statorspannung nicht der Last angepasst wird (Einfache Kenlinie)?
Die Maschine kann kippen
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Wie kann das kippen bei einer einfachen U/F-Kennlinie verhindert werden? Erkläre in 2-3 Sätzen.
Mit Berücksichtigung der Belastung. Mittel Drehzahlmessung kann \(\omega_R\) bestimmt werden. Die Statorspannung kann nun so geführt werden das der Fluss konstant bleibt.
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Zeichne die Spannungsfrequenzlinie für die Einfache Kennliniensteuerung und Kennliniensteuerung mit Lastkompensation.
Skript S 143, Bild 6.9
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Wie funktioniert die Feldschächung der ASM im Kennlinienverfahren?
Stromrichterspannungserhöhung nur bis zu max. Modulationsgrad möglich. Frequenz kann dennoch erhöht werden -> Magentisierungsstrom (und Fluss) sinkt somti mit \(1 \over \omega_S\).
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Gib 2 möglihce Drehzahlsteuerverfahren an.
Einfache Drehzahlsteuerung:
U/F Kennlinienverfahren mit \(\omega_{me} = {\omega_S \over p}\)-> somit kann eine Solldrehzahl angegeben werden (Skript S. 144, Bild 6.10)
Verbesserte Drehzahlsteuerung:
Bestimmen der Belastung mittels Strommessung -> \(\omega_R\) kann berechnet werden und enstsprechend \(\omega_S\) angepasst werden.
Regelverfahren für DFM: U/F Kennlinienverfahren: Erläutere die Drehzahlregelgung, zeichne das zugehörige Blockdiagram
Skript S. 144, Bild 6.11
Regelverfahren für DFM: I/\(\omega_R\) - Kennlinienverfahren: Welche 2 möglichen Drehzahlregler-Ausgangsgrössen lassen sich mit diesem Verfahren bestimmen? Welche Grössen werden geführt?
Ausgangsgrössen:
- Sollwert Drehmoment M -> Berechnung: \(I_R, \ \omega_R\)
- Sollwert \(\omega_R\)-> Berechnung: \(I_R\)
Geführte Grössen:
- Statorfrequenz \(f_S\) und Statortstrom \(I_S\) so das \(\Psi_h\)immer dem Sollwert enspricht
Regelverfahren für DFM: I/\(\omega_R\) - Kennlinienverfahren: Welche Vorteile hat dieses Verfahren gegenüber dem U/F-Kennlinienverfahren?
- sie stimmen im ganzen Drehzahlbereich, insbesondere auch um Null herum,
- sie sind unempfindlich auf Änderungen des Statorwiderstandes,
- es tritt kein Kippen mehr auf (das maximale Moment ist aber thermisch begrenzt).
Regelverfahren für DFM: I/\(\omega_R\) - Kennlinienverfahren: Zeichne vereinfachtes Blockschaltbild dieses Verfahrens
Notizen S. 5
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Welches sind die Regelgrössen? Welche Maschinenaprameter müssen bekannt sein?
Regelgrössen: \(\Psi_S, \ M_{el}\) -> Durch Klemmengrössen bestimmbar
Maschinenaparameter: \(R_S\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Zeichne das vereinfachte Blockschaltbild der Regelstruktur
NOtizen S. 6
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Warum braucht es ein Toleranzband um für die Länge des Flusszeigers?
Weil der SR nur diskrete Spannungswerte ausgeben kann.
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Welche Werte für \(\omega_S, \ \omega_R\) stellen sich für die Zeiger 0 und 7 ein?
\(\omega_S = 0, \ \omega_R = -p \omega_{me}\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Welche maximale Spannung hat der Spannungszeiger? Gib das Verhältnis von Spannungszeiger zu Fluss an wenn der Widerstand \(R_S\) vernachlässigt wird.
\(|^k \underline{U}| = {2 \over 3} U_d \\{d \underline{\Psi}_S \over dt} = \ ^k \underline{U}\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Wie kann \(\omega_S\) dem Sollwert angepasst werden?
Durch abwechslungsweises anlegen von Null-Zeigern
Regelverfahren für DFM: Direkte Flussführung: Wie lässt sich eine Feldschwächung realisieren?
Druch Reduktion des Sollwertes für \(| \Psi_{S,soll}|\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Vorteile dieses Verfahrens? Was wird angestrebt?
- Für Antriebe mit grosser Leistung
- Schaltverlust SR weden verinngert
- Drehmomentwelligkeit soll klein gehalten werden
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Wie gross ist das Toleranzband?
\(\pm \ 6.75 \%\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Welcher Modulationsart entspricht dieses Regelverfahren?
Grundfrequenzsteuerung: Durchmesser und Geschwindikeit des Flusszeigers sind fest vorgegeben.
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Zeichne Hilfsachsen und Flussschwellen für die Zustandsschaltung.
Skript S. 152, Bild 6.18
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Welche Nachteile gibt es?
- Start bei Fluss 0
- Schaltschwellen in den Ecken können für beide Drehrichtungen ansprechen -> erweiterte Schaltlogik notwendig
Regelverfahren für DFM: Rotorflussorientierte Selbstregelung: Zeichne das Koordinatnsystem für die Maschinenauslegung mit korrekter Ausrichtung des Flusszeigers.
Skript S. 154, Bild 6.21
Regelverfahren für DFM: Rotorfluss orientierte Regelung: In Funktion welcher Komponenten von \(i_{S,xy}\) sind Rotorfluss \(\Psi_R\) und Drehmoment \(M_{me}\) definiert?
\(M_{me}\) in Funktion von \(i_{S,y}\)
\(\Psi_R\) in Funktion von \(i_{S,x}\)
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Wie berechnet sich der Flusswinkel \(\omega_K\)? Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Berechnung?
\(\omega_K = {d \phi_k \over dt}\)
Ableitung wegen Sägezahn und ev. Noise schwierig. Berechnung gemäss Skript Gleichung 6.27 besser.
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Wie kann \(\Psi_R\)berechnet werden? Was kann ausserdem mithilfe eines Flussrechners berechnet werden?
Mittels Flussrechner -> \(|\Psi_R| = f(i_s,u_s), \ \phi_{\underline{(\Psi},R)} = \phi_K = f(i_s,u_s)\)
Mittles \(|\Psi_R|, \ \phi_K\) lässt sich \(\omega_{me}\) berechnen (geberlose Drehzahlbestimmung)
Regelverfahren für DFM: Direkte Selbstregelung: Zeichne vereinfachtes Blockschaltbild.
Notizen S. 6
Regelverfahren für DFM: Drehzalregelung SM: Wann muss muss die SM mit Feldschwächung betrieben werden? Wie ist Feldschwächung bei Permanentmagnet Maschinen möglich?
Feldschwächung:
Oberhalb der Stromrichterspannung muss die SM mit Feldschwächung betrieben werden.
Feldschwächung Permanentmagnet:
Über den Statorkreis kann ein Magnetfeld aufgebaut werden, welches eine Spannung so induziert, dass sie der Polradspannung entgegen wirkt
Regelverfahren für DFM: Darstellung SM: Welche Annahmen können für eine Vollpolmaschine gegenüber einer Schenkelpolmaschine gemacht werden?
\(L_d = L_q\)
Regelverfahren für DFM: Drehzalregelung SM: Zeichne die Erstazschaltungen der Maschinen für die Reglerauslegung (Vollpol- und Schenkelpolmaschine) für den stationären Betrieb.
Skript S. 161, Bild 6.25 und 6.26
Regelverfahren für DFM: Drehzalregelung SM: Gib die Zeigerlängen für Strom und Spannung in Bezug auf das speisende 3Ph System an (stationärer Betrieb).
Stationärer Betrieb:
\(\hat{u}_{U,V,W} = |\underline{u}_S| \\\hat{i}_{U,V,W} = |\underline{i}_S| \)
