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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Jumar, Ulrich


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ISSN
2196-677X
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Volume 63, Issue 9

Issues

Optimale nichtlineare Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen

Optimal nonlinear control of permanent magnet synchronous machines

Wolfgang Kemmetmüller / David Faustner / Andreas Kugi
Published Online: 2015-09-08 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0041

Zusammenfassung

Die Momentenregelung von permanenterregten Synchronmaschinen (PSM) ist eine häufige Aufgabe. Moderne Motorkonstruktionen und der Betrieb bis weit in die magnetische Sättigung führen zu einer schlechten Regelgüte von klassischen Regelungsstrategien. In diesem Beitrag wird die PSM mit einem Reluktanznetzwerk modelliert, das die magnetische Sättigung und höhere harmonische Charakteristiken berücksichtigt. Anschließend wird für zwei Bauformen von PSM eine optimale flachheitsbasierte Regelungsstrategie entwickelt. Die Regelgüte wird schließlich anhand von Messungen an einem Prüfstand nachgewiesen.

Abstract

The torque control of permanent magnet synchronous machines (PSM) is a frequent task. Modern motor constructions and the operation in the range of magnetic saturation bring along that classical control strategies show limited control accuracy. In this paper, magnetic equivalent circuit modeling, which allows to systematically account for magnetic saturation and nonfundamental wave characteristics, is utilized. An optimal flatness-based torque control strategy is proposed for two types of PSM. The control performance is demonstrated by means of measurement results.

Schlagwörter: Permanenterregte Synchronmaschine; Reluktanzmodellierung; optimale Momentenregelung; nichtlineare Regelung

Keywords: Permanent magnet synchronous machine; magnetic equivalent circuit modeling; optimal torque control; nonlinear control

About the article

Wolfgang Kemmetmüller

Wolfgang Kemmetmüller ist Assistenzprofessor am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien. Die Forschungsgebiete umfassen die physikalisch basierte Modellierung und nichtlineare Regelung von mechatronischen Systemem mit einem Schwerpunkt auf elektrohydraulischen und elektromagnetischen Aktoren.

Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Technische Universität Wien, Gusshausstrasse 27–29, 1040 Wien

David Faustner

David Faustner studierte Elektrotechnik an der TU Wien und ist seit 2011 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der TU Wien. Sein Forschungsgebiet umfasst die physikalisch basierte Modellierung und nichtlineare Regelung von elektrischen Maschinen.

Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Technische Universität Wien, Gusshausstrasse 27–29, 1040 Wien

Andreas Kugi

Andreas Kugi ist Vorstand des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik an der TU Wien. Seine Forschungsgebiete umfassen die physikalisch basierte Modellierung und Regelung von (nichtlinearen) mechatronischen Systemen, differentialgeometrische und optimierungsbasierte Methoden der nichtlinearen Regelungstechnik sowie die Regelung von Systemen mit verteilten Parametern. Er ist an einer Vielzahl von Industrieprojekten beteiligt, im Speziellen im Bereich der Automatisierung im Stahlbereich. Prof. Kugi ist Editor-in Chief des IFAC Journals Control Engineering Practice und wirkliches Mitglied der österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Technische Universität Wien, Gusshausstrasse 27–29, 1040 Wien


Accepted: 2015-06-24

Received: 2015-03-25

Published Online: 2015-09-08

Published in Print: 2015-09-28


Citation Information: at - Automatisierungstechnik, Volume 63, Issue 9, Pages 739–750, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0041.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston.Get Permission

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