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Algorithmus für Bürstenloser Wechselstrommotor und Wechselstrom-Bürstenmotor

• Skalare Steuerung

Die Skalarsteuerung (oder V/Hz-Steuerung) ist eine einfache Methode zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Befehlsmotors
Das stationäre Modell des Befehlsmotors wird hauptsächlich zum Erfassen von Technologie verwendet, daher ist ein transientes Verhalten nicht möglich. Das System hat keine Stromschleife. Zur Steuerung des Motors variiert die dreiphasige Stromversorgung nur in Amplitude und Frequenz.

• Vektorregelung oder feldorientierte Regelung

Das Drehmoment im Motor variiert mit der Funktion der Stator- und Rotormagnetfelder und erreicht seinen Höhepunkt, wenn die beiden Magnetfelder orthogonal zueinander sind. Bei der skalarbasierten Steuerung ändert sich der Winkel zwischen den beiden Magnetfeldern erheblich.
Die Vektorregelung versucht, die Orthogonalität in Wechselstrommotoren nachzubilden. Um das Drehmoment zu steuern, wird der aus dem magnetischen Fluss erzeugte Strom erzeugt, um das Ansprechverhalten der Gleichstrommaschine zu erreichen.
Die Vektorsteuerung eines AC-Befehlsmotors ähnelt der eines einfach erregten DC-Motors. In einem DC-Motor ist die durch den Erregerstrom IF erzeugte Magnetfeldenergie Φ F orthogonal zu der durch den Ankerstrom erzeugten Ankermagnetflusstangente A IA. Diese Magnetfelder sind entkoppelt und stabil zueinander. Wenn der Ankerstrom also zur Steuerung des Drehmoments gesteuert wird, bleibt die Magnetfeldenergie unbeeinflusst und es wird ein schnelleres Einschwingverhalten erreicht.
Die feldorientierte Regelung (FOC) eines Drehstrommotors umfasst einen Betrieb, der den eines Gleichstrommotors imitiert. Alle geregelten Variablen werden mathematisch in Gleichstrom statt in Wechselstrom umgewandelt. Sein Ziel wird unabhängig von Drehmoment und Fluss gesteuert.

• Es gibt zwei Methoden der feldorientierten Regelung (FOC):

Direkter FOC: Der Rotorflusswinkel wird direkt vom Flussbeobachter berechnet
Indirekter FOC: Der Rotorflusswinkel wird indirekt durch Schätzung oder Messung der Rotordrehzahl und des Schlupfes ermittelt.
Die Vektorregelung erfordert ein Verständnis der Position des Rotorflusses und kann mithilfe fortschrittlicher Algorithmen berechnet werden, die auf der Kenntnis des Klemmenstroms und der Klemmenspannung basieren (unter Verwendung dynamischer Modelle von Wechselstrom-Induktionsmotoren). Rechenressourcen sind entscheidend.

Der Vektorsteuerungsalgorithmus kann auf verschiedene Arten implementiert werden. Vorwärtskopplungstechniken, Modellschätzung und adaptive Steuerungstechniken können alle verwendet werden, um Reaktion und Stabilität zu verbessern.

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