Translation of "Feldorientierte regelung" in English
Das
Anwendungsbeispiel
betrifft
eine
feldorientierte
Regelung
einer
Asynchronmaschine.
The
illustrative
embodiment
relates
to
a
field-oriented
control
for
an
asynchronous
machine.
EuroPat v2
Bevorzugtes
Anwendungsgebiet
der
Erfindung
ist
die
feldorientierte
Steuerung
oder
Regelung
eines
Drehfeldmaschinenantriebes.
A
preferred
field
of
application
of
the
invention
is
the
field-oriented
control
or
regulation
of
a
rotating-field
machine
drive.
EuroPat v2
Damit
kann
vorteilhafterweise
die
feldorientierte
Regelung
des
Elektromotors
aufrechterhalten
werden.
Thus,
advantageously
the
field-oriented
control
of
the
electric
motor
can
be
maintained.
EuroPat v2
Für
Schrittmotoren
der
Serie
AS10xx
lässt
sich
eine
feldorientierte
Regelung
auswählen.
Stepper
motors
from
the
AS10xx
series
can
be
operated
with
vector
control.
ParaCrawl v7.1
Damit
ergibt
sich
der
Lastwinkel
EPMATHMARKEREP
der
durch
die
feldorientierte
Regelung
der
Maschine
eingeprägt
werden
soll.
Thus,
the
load
angle
is
obtained
wif=wis-wfs
which
is
to
be
impressed
on
the
machine
through
the
fieldoriented
regulation.
EuroPat v2
Bei
dieser
Regelungsbaugruppe
sind
die
Funktionen
Ablaufsteuerung
und
Bedienung,
feldorientierte
Regelung
und
unterlagerte
Phasenstromregelung
zusammengefaßt.
This
control
module
combines
sequencing
control
and
operation
functions,
field-oriented
control
and
secondary
phase
current
control
functions.
EuroPat v2
Durch
dieses
erfindungsgemäße
Verfahren
wird
die
feldorientierte
Regelung
mit
einem
Spannungszeitflächen-Steuersatz
für
off-line
optimierte
Pulsmuster
kombiniert.
This
method
according
to
the
invention
combines
field-oriented
control
with
voltage
time-integral
triggering
equipment
for
off-line
optimized
pulse
patterns.
EuroPat v2
Als
Beispiel
für
eine
feldorientierte
Regelung
einer
Asynchronmaschine
ist
in
Figur
eine
Asynchronmaschine
20
dargestellt,
die
von
einem
Stromzwischenkreisumrichter
gespeist
wird,
dessen
Wechselrichter
21
vorzugsweise
auf
Phasenfolgelöschung
eingerichtet
ist.
As
an
example
of
a
field
oriented
control
of
an
asynchronous
machine
is
shown
in
FIG.
8.
An
asynchronous
machine
20
which
is
fed
by
a
current
converter
with
an
intermediate
circuit
whose
inverter
21
is
preferably
adapted
for
phase
sequence
cancellation
is
illustrated.
EuroPat v2
Die
Erfindung
geht
dabei
davon
aus,
daß
im
Entkopplungsrechenwerk,
das
für
die
feldorientierte
Regelung
einer
Drehfeldmaschine
mit
einem
spannungseinprägenden
Umrichter
ohnehin
erforderlich
ist,
der
feldorientierte
Spannungs-Sollwert
wuf*,
d.h.
der
Sollwert
für
den
Winkel
wuf,
zur
Verfügung
steht
und
andererseits
der
ständerorientierte
Spannungs-Istwinkel
wus
leicht
verfügbar
ist.
The
invention
assumes
that
in
decoupling
numerical
processors
which
are
required
in
any
case
for
the
field-oriented
regulation
of
a
rotating
field
machine
with
a
voltage-impressing
converter,
the
field-oriented
nominal
voltage
value
wuf*,
i.e.
the
nominal
value
for
the
angle
wuf,
is
available
and,
on
the
other
hand,
the
stator-oriented
actual
voltage
angle
wus
is
readily
available.
EuroPat v2
Bei
Gruppenantrieben,
wobei
mehrere
Motoren,
deren
Anzahl
auch
während
des
Betriebes
verändert
werden
kann,
elektrisch
parallel
geschaltet
sind,
kann
eine
feldorientierte
Regelung
nicht
eingesetzt
werden.
In
groups
drives
wherein
several
motors,
whose
number
can
also
be
varied
during
operation,
are
connected
in
parallel,
a
field-oriented
control
cannot
be
employed.
EuroPat v2
Für
die
feldorientierte
Steuerung
oder
Regelung
hochdynamischer
moderner
Drehfeldmaschinen
wird
eine
Information
über
die
Lage
der
Feldachse
benötigt.
For
the
field-oriented
control
or
regulation
of
modern
highly
dynamic
rotating-field
machines,
information
regarding
the
position
of
the
field
axis
is
required.
EuroPat v2
Mit
dem
erfindungsgemäßen
Verfahren
und
deren
vorteilhaften
Ausgestaltungen
erhält
man
eine
feldorientierte
Regelung
der
Drehzahl
einer
Asynchronmaschine
ohne
Geber,
mit
der
bis
zum
Stillstand
sanft
verzögert
und
aus
diesem
Stillstand
angefahren
werden
kann.
Using
the
method
according
to
the
present
invention
and
its
various
advantageous
embodiments,
it
is
possible
to
achieve
field-oriented
control
of
the
speed
of
an
asynchronous
machine
without
a
sensor,
which
may
be
gradually
slowed
down
to
a
standstill
and
then
started
up
again.
EuroPat v2
Dieses
Verfahren
muß
im
oberen
Drehzahlbereich
durch
eine
geeignete
feldorientierte
Regelung
abgelöst
werden,
da
es
nur
im
Sättigungsbereich
der
Läuferstreuung
angewendet
werden
kann
und
außerdem
eine
ausreichende
Spannungsreserve
für
die
Aufschaltung
des
Testsignals
benötigt.
This
procedure
must
be
replaced
by
an
appropriate
field-oriented
control
system
in
the
upper
rotational
speed
ranges,
since
it
can
only
be
used
in
the
saturation
range
of
the
rotor
leakage,
and
it
also
requires
a
sufficient
voltage
reserve
to
supply
the
test
signal.
EuroPat v2
Da
die
feldorientierte
Regelung
2
mittels
eines
Mikroprozessors
realisiert
ist,
werden
die
Bauelemente
62,
64,
66,
68,
70,
72
und
74
ebenfalls
durch
diesen
Mikroprozessor
realisiert.
Since
field-oriented
controller
2
is
based
on
a
microprocessor,
components
62,
64,
66,
68,
70,
72,
and
74
are
also
based
on
microprocessors.
EuroPat v2
Aufgabe
der
Erfindung
ist
es,
ein
Verfahren
sowie
eine
Vorrichtung
der
eingangs
genannten
Art
so
auszugestalten,
daß
eine
feldorientierte
Regelung
geschaffen
wird,
welche
eine
Flußerfassung
bereitstellt
und
welche
Schwankungen
der
Hauptfeldreaktanz
und
des
Läuferwiderstandes
aufgrund
eines
Abweichens
der
realen
Motorparameter
von
zugrundegelegten
Modellparametern
toleriert,
ohne
ungewollt
die
Spannungsdecke
zu
erreichen
oder
Leistungseinbußen
in
Kauf
zu
nehmen.
SUMMARY
OF
THE
INVENTION
An
object
of
the
present
invention
is
to
provide
a
process
and
a
device
for
the
field-oriented
control
of
a
polyphase
machine
which
provides
a
method
of
flux
determination
and
which
tolerates
fluctuations
in
the
magnetizing
reactance
and
in
the
rotor
resistance
(due
to
deviations
in
the
actual
motor
parameters
from
the
assumed
model
parameters)
without
inadvertently
reaching
the
voltage
ceiling
or
suffering
a
loss
of
power.
EuroPat v2
Basierend
auf
eine
feldorientierte
Regelung
mit
einer
EMK-Regelung
und
einer
Vorsteuerung
wird
bei
einer
aus
einer
in
Abhängigkeit
einer
ermittelten
d-Komponente
eines
berechneten
EMK-Raumzeigers
und
einer
berechneten
Schlupffrequenz
ermittelten
Ständerfrequenz
kleiner
gleich
einer
ersten
Grenzfrequenz
der
PI-Regler
dieser
EMK-Regelung
deaktiviert
und
sein
Ausgangssignal
stetig
zu
Null
gesetzt.
Based
on
a
field-oriented
control
with
an
EMF
control
system
and
a
pre-control
system,
the
PI
controller
of
an
EMF
control
system
is
deactivated,
and
its
output
signal
gradually
set
to
zero
at
a
stator
frequency
of
less
than
or
equal
to
a
first
limit
frequency,
determined
as
a
function
of
a
calculated
d-component
of
a
calculated
space
vector
and
a
calculated
slip
frequency.
EuroPat v2
Die
Erfindung
bezieht
sich
auf
ein
Verfahren
zur
Korrektur
eines
vorgesteuerten
Flußsollwertes
für
eine
feldorientierte
Regelung,
bestehend
aus
einem
Stromsollwert-Modell
und/oder
einem
Spannungssollwert-Modell,
einer
umrichtergespeisten,
mehrphasigen
Maschine
mit
einer
Drehzahlerfassungseinrichtung
und
auf
eine
Schaltungsanordnung
zur
Durchführung
des
Verfahrens.
BACKGROUND
OF
THE
INVENTION
The
invention
relates
to
a
process
and
apparatus
for
correcting
a
pre-controlled
reference
flux
for
a
field-oriented
control,
comprising
a
reference
current
model
and/or
a
reference
voltage
model
and
a
converter-powered
multi-phase
machine
with
a
speed
detection
device.
EuroPat v2
Wird
nun
die
mehrphasige
Maschine
bei
hohen
Drehzahlen
stärker
belastet,
so
erzeugt
die
feldorientierte
Regelung
einen
Spannungssollwert
als
Stellgröße
des
Umrichters,
der
größer
ist
als
der
maximale
Umrichterausgang-Spannungswert,
der
in
Abhängigkeit
einer
Zwischenkreisspannung
und
bei
Vollblockbetrieb
erzeugt
werden
kann.
If
the
multi-phase
machine
is
put
under
greater
stress
at
high
speeds,
the
field-oriented
control
generates
a
reference
voltage
as
the
setting
of
the
converter.
This
reference
voltage
is
greater
than
the
maximum
converter
output
voltage,
which
can
be
generated
as
a
function
of
an
intermediate
circuit
voltage
and
at
full
block
operation.
EuroPat v2
Mit
dieser
Schaltungsanordnung
wird
in
einfacher
Weise
der
Flußsollwert
für
eine
feldorientierte
Regelung,
bestehend
aus
einem
Stromsollwert-Modell
und/oder
einem
Spannungssollwert-Modell,
in
Abhängigkeit
des
Verhältnisses
Spannungssollwert
des
Umrichters
zum
Umrichterausgang-Spannungswert
jederzeit
korrigiert,
wodurch
der
die
mehrphasige
Maschine
speisende
Umrichter
maximal
ausgenutzt
werden
kann.
The
output
of
the
first
difference
former
is
linked
with
an
input
of
the
reference
current
model
(and/or
the
reference
voltage
model).
With
this
circuit,
the
reference
flux
for
a
field-oriented
control,
which
comprises
a
reference
current
model
and/or
a
reference
voltage
model,
is
corrected
at
all
times
as
a
function
of
the
ratio
of
the
reference
voltage
of
the
converter
to
the
converter
output
voltage
in
simple
manner.
EuroPat v2
Die
für
diese
feldorientierte
Regelung
benötigte
Information
über
den
Flußvektor
(oder
zumindest
dessen
Richtung)
kann
in
einem
sogenannten
"Spannungsmodell"
aus
der
Ständerspannung
und
dem
Ständerstrom
berechnet
werden.
The
information
about
the
flux
vector
required
for
this
field-oriented
control,
including
at
least
its
direction,
can
be
calculated
from
the
stator
voltage
and
the
stator
current
using
a
"voltage
model".
EuroPat v2
Die
Einprägung
der
oszillierenden,
zum
Modell-Flußvektor
parallelen
Ständerstromkomponente
geschieht
nach
FIG
1
über
die
feldorientierte
Regelung
der
Drehfeldmaschine,
wie
in
FIG
1
symbolisch
für
den
bevorzugten
Fall
einer
Synchronmaschine,
insbesondere
einer
permanent
erregten
Synchronmaschine
SM
dargestellt
ist.
As
shown
in
FIG.
1,
the
oscillator
stator
current
component
parallel
to
the
model
flux
vector
is
impressed
via
the
field-oriented
control
of
the
rotating-field
machine.
FIG.
1
shows
symbolically
the
preferred
case
of
a
synchronous
machine
which
is
preferably
a
permanently
excited
synchronous
machine
SM.
EuroPat v2
Als
Wechselstromintegratoren
für
eine
derartige
feldorientierte
Regelung
mit
Spannungsmodell
sind
besonders
Schaltungsanordnungen
geeignet,
wie
sie
in
der
deutschen
Patentschrift
28
33
593
beschrieben
sind
und
beim
Verfahren
nach
der
erwähnten
deutschen
Patentschrift
28
33
542
vorgesehen
sind.
Circuit
arrangements
as
described
in
German
Pat.
No.
28
33
593
and
as
provided
in
the
method
according
to
the
above-mentioned
German
Pat.
No.
28
33
542
are
especially
suitable
as
a-c
integrators
for
such
a
field
oriented
control
using
a
voltage
model.
EuroPat v2
Die
Ansteuerung
des
Wechselrichters
erfolgt
in
aller
Regel
durch
eine
feldorientierte
Strom-Raumzeiger-Regelung,
wobei
ein
q-Strom
als
drehmomentbildende
Komponente
des
Strom-Raumzeigers
senkrecht
zum
Permanentmagnetfeld
geregelt
wird,
um
ein
maximales
Drehmoment
zu
erreichen.
As
a
rule,
the
inverter
is
controlled
by
a
field-oriented
current-space
vector
regulator,
wherein
a
q-current
as
the
torque-forming
component
of
the
current-space
vector
is
regulated
perpendicularly
to
the
permanent
magnet
field
in
order
to
achieve
a
maximum
torque.
EuroPat v2
Die
Vorgabe
eines
entsprechenden
Sollwertes
für
die
feldorientierte
Regelung
FOR
kann
durch
Einstellung
eines
entsprechenden
Soll-Drehmomentes
M
soll
*
oder
eines
entsprechenden
Magnetisierungsstromes
Fluß
soll
erfolgen.
A
corresponding
setpoint
value
for
the
field-oriented
control
FOR
can
be
predefined
by
setting
a
corresponding
setpoint
torque
M
setp
or
a
correspondingly
magnetizing
current
Flow
setp
.
EuroPat v2
Damit
ein
Drehstrommotor,
insbesondere
ein
Synchronmotor,
entsprechend
Vorgaben
in
Drehzahl-
bzw.
Drehmoment
geregelt
werden
kann,
weist
dieses
Motormodul
eine
feldorientierte
Regelung
auf.
To
ensure
that
a
three-phase
motor,
in
particular
a
synchronous
motor,
can
be
regulated
in
accordance
with
standards
in
respect
of
rotational
speed
or
torque,
this
motor
module
comprises
a
field-oriented
regulator.
EuroPat v2
Eine
derartige
feldorientierte
Regelung
zeichnet
sich
durch
eine
große
Genauigkeit
und
Übersichtlichkeit
bei
optimaler
Ausnutzung
von
Umrichter
und
Maschine
aus.
Such
a
field
oriented
regulation
excels
by
its
great
accuracy
and
clear
lay-out
combined
with
optimum
utilization
of
the
converter
and
of
the
machine.
EuroPat v2
Es
ist
kompatibel
mit
3-Phasen
BLDC-
und
2-Phasen
Schrittmotoren
und
nutzt
feldorientierte
Regelung
(FOC)
für
Drehmoment-,
Geschwindigkeits-
und
Positionsregelung.
It
is
suitable
for
3-phase
BLDC
and
2-phase
stepper
motors
and
uses
field
oriented
control
(FOC)
for
torque,
velocity,
and
position
control.
ParaCrawl v7.1
Durch
den
drehsteif-integrierten
Encoder
(1024Inc/Rev)
ist
der
Motor
ideal
für
die
von
Beckhoff
unterstützte
feldorientierte
Regelung
für
Schrittmotoren.
With
its
torsion-proof,
integrated
encoder
(1024inc/rev),
the
motor
is
ideal
for
the
Beckhoff-supported
vector
control
of
stepper
motors.
ParaCrawl v7.1
In
Verbindung
mit
den
Schrittmotoren
der
Serie
AS10xx
lässt
sich
auch
eine
feldorientierte
Regelung
auswählen,
was
u.
a.
eine
verbesserte
Dynamik
und
eine
geringere
Stromaufnahme
ergibt.
In
conjunction
with
stepper
motors
from
the
Beckhoff
AS10xx
series,
the
user
can
optionally
implement
vector
control,
delivering
enhanced
motion
dynamics
and
reduced
power
consumption.
ParaCrawl v7.1
Neuste
Technologie,
wie
feldorientierte
Regelung
(FOC)
und
Drehzahl-
/
Beschleunigungsvorsteuerung
(feed
forward),
in
Kombination
mit
höchsten
Regler-Taktraten
erlauben
den
einfachen
Einsatz
in
fortschrittlichen
Antriebssystemen.
Latest
technology,
such
as
field-oriented
control
(FOC)
and
acceleration/velocity
feed
forward
in
combination
with
highest
control
cycle
rates
allow
sophisticated,
ease-of-use
motion
control.
Product
features
ParaCrawl v7.1