Forschungsprojekte 

Hochpräzise geberlose Drehzahlerfassung

Drehzahlgeregelte Asynchronmaschinen werden in zahlreichen Anwendungen der Antriebstechnik verwendet. Die Vorzüge der Asynchronmaschine sind hierbei im Wesentlichen die Robustheit, der geringe Wartungsaufwand sowie geringe Investitionskosten. Aufgrund des physikalischen Aufbaus der Asynchronmaschine ist ein Schlupf vorhanden, welcher die Drehzahldifferenz zwischen der Synchrondrehzahl und der Rotordrehzahl darstellt. Dieser Schlupf ist vom Belastungszustand der Maschine abhängig und somit im Allgemeinen unbekannt. Zur Realisierung eines drehzahlgeregelten Antriebs muss jedoch die Rotordrehzahl der Maschine bekannt sein. Die Verwendung eines Drehzahlgebers birgt zahlreiche Nachteile. So führt dieser zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit, weiteren Kosten sowie zu einem höheren Verdrahtungsaufwand. Aus den vorgenannten Gründen ist es wünschenswert, eine geberlose Drehzahlerfassung zu realisieren.

In diesem Forschungsprojekt wird ein neues geberloses Verfahren für Asynchronmaschinen erprobt, welches aus den Strom- und Spannungssignalen der Maschine die Rotordrehzahl exakt bestimmt. Das physikalische Wirkungsprinzip beruht darauf, dass magnetische Anisotropien einer modifizierten Maschine (Abbildung 1) erfasst und ausgewertet werden.

Abbildung 1: Schnittzeichnung der modifizierten Maschine

Mit Hilfe des durch die Anisotropien bestimmten Drehzahlwertes soll ein Beobachtermodell der Asynchronmaschine nachgeführt werden, welches eine feldorientierte Regelung der Maschine ermöglicht. Durch die Verknüpfung dieser beiden Ansätze (Anisotropie/Beobachter) sollen sowohl eine hohe Dynamik als auch eine exakte Wellendrehzahl erreicht werden können.

Das Forschungsprojekt wird in Kooperation mit der Firma Ritter Elektronik GmbH, Remscheid (www.ritter-elektronik.de) sowie dem Energieinstitut der Fachhochschule Gelsenkirchen (www.fh-gelsenkirchen.de/energieinstitut) durchgeführt.