PWM-basierte direkte Momentane Drehmomentregelung für

Elektrische Antriebe
PWM-basierte
direkte Momentane
Drehmomentregelung für
Geschaltete Reluktanzantriebe
Research
In Geschalteten Reluktanzantrieben für hochdynamische
Anwendungen
wird
eine
hohe
Qualität
des
Ausgangsdrehmoments in Bezug auf Genauigkeit, Linearität,
Welligkeit etc. erwünscht. Das Regelungskonzept, das sich
zum Einsatz für solche Antriebe eignet, ist die direkte momentane Drehmomentregelung (Direct Instantaneous Torque
Control-DITC). In dieser Arbeit wird diese Regelungsmethode
weiterentwickelt, um Schwierigkeiten in der Implementierung bezüglich variabler Schaltfrequenzen zu vermeiden.
PWM-based Direct
Instantaneous Torque
Control for Switched
Reluctance Drives
Switched reluctance drives in high dynamic applications
require a high quality of the output torque concerning
accuracy, linearity, torque ripple, etc. The control concept,
which fulfils such requirements, is Direct Instantaneous
Torque Control (DITC). In this work, the DICT control strategy is developed further to solve difficulties in the implementation, among others, to avoid a variable switching
frequency.
Current in A
Torque in Nm Voltage in V
The original DITC is based on the concept of torque hystereDie ursprüngliche DITC basiert auf dem Konzept der
sis control with variable switching frequency. This leads to
Toleranzbandregelung mit variabler Schalfrequenz. Diese
high switching losses and reduced reliability concerning EMC
führt zu hohen Schaltverlusten und
(Electromagnetic compatibilTime in ms
0
1.25
2.25
3.75
5
6.25
300
reduzierter Zuverlässigkeit bezüglich
ity). Therefore, the DITC-con200
EMV (Elektromagnetische Verträgcept is further developed
100
0
lichkeit). Daher wird das DITCwith a PWM (Pulse Width
-100
phase voltage
-200
Konzept mit einer PWM (Pulse Width
Modulation) switching tech-300
200
Modulation) Schaltstrategie weiternique in order to synchronize
150
entwickelt, um das Schaltsignal mit
the switching frequency with
100
phase current
50
total torque
einer konstanten PWM-Frequenz zu
a constant PWM frequency.
0
-50
synchronisieren. Die existierende
The existing hysteresis conToleranzbandregelung in der originatrol in the original DITC is
0.2
phase flux-linkage
0.15
len DITC wird durch eine prädiktive
replaced by a predictive cal0.1
0.05
Berechnung und eine PWM-basierte
culation and a PWM-based
0
-0.05
0
45
90
135
180
225 switching signal generator.
Schaltsignalgenerierung ersetzt. Die
qon q1 =34°
qoff = q2 =155°
Abbildung zeigt die Funktionalität
The figure shows the funcRotor position in ° (elec.)
der entwickelten PWM-DITC. Es ist
tionality of the developed
zu sehen, dass das AusgangsdrehPWM-DITC. It can be seen
moment kontinuierlich konstant Performance der PWM-DITC mit konstanter Schaltfrequenz
that the output torque is
Performance of the PWM-DITC with a constant switching frequency
geregelt wird.
continuously controlled at a
constant level.
Mit der prädiktiven Berechnung kann die Abtastung der
Regelungsplattform mit der PWM synchronisiert werden.
Using the predictive calculation, the sampling rate of the
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die entwickelte PWMcontrol platform is synchronized with the PWM frequency.
DITC nur eine reduzierte Regelungsbandbreite bzw. geringeThis leads to the advantage that the developed PWM-DITC
re Rechenleistung der Hardware benötigt. Demzufolge ist die
requires a reduced control bandwidth, i.e. less computationImplementierung für eine kostengünstige Hardwareplattal power of the hardware. As a result, the implementation of
form möglich.
this control strategy becomes possible for low cost hardware
platforms.
Flux-linkage
in Vs
Forschung
Electrical Drives
Kontakt
Contact
N. Fuengwarodsakul, via: oi@isea.rwth-aachen.de,
02 41/80 969 20
30