High Dynamic Flux Control im VP600

Asynchronmotoren next Level:
High Dynamic Flux Control (HDFC) im VP600

Da Asynchronmotoren kein permanentes Magnetfeld des Rotors aufweisen, muss dieses im Bedarfsfall erst durch Flusseinprägung aufgebaut werden. Dieser Vorgang dauert in klassischen Regelstrategien oft mehrere hundert ms. HDFC verkürzt diese Zeit deutlich und erweitert durch die höhere Dynamik das Einsatzgebiet von Asynchronmotoren.

Reaktionsschnell

Bis zu 5x schnellere Drehmomentwechsel, z.B. von der Beschleunigung in die Rekuperation

Flexible Anpassung an Motor

Optimale Anpassung an Motoreigenschaften, die sich mit der Temperatur ändern

Verbesserter Wirkungsgrad

Erhöhter Realwirkungsgrad durch verbesserte Ausnutzung der HV-Spannung

Herausforderung: optimale Effizienz mit Asynchronmotoren

Da Asynchronmotoren (ACIM) ohne Magnete kein permanentes Magnetfeld haben und das Magnetfeld des Rotors erst mit einem gewissen Zeitversatz aufgebaut werden kann, ist die dynamische Regelung (bezüglich des Drehmoments) von Asynchronmotoren naturgemäß anspruchsvoll. Kommt zusätzlich noch die Anforderung hinzu, den Motor in jedem Betriebspunkt – von wenig bis zur maximalen Last – mit der möglichst optimalen Effizienz zu betreiben, dann stehen einfache Regelungsstrategien oftmals vor dem Aus.

Technologischer Hintergrund

Für eine optimale Regelung wird der magnetische Fluss in Abhängigkeit aller notwendigen Reglervariablen wie Temperatur, Spannung, Strom, Drehzahl oder Drehmoment mittels eines speziellen physikalischen Modells in Echtzeit berechnet, so dass unter anderem der Rotorwiderstand auch in Abhängigkeit der Temperatur bekannt ist.

Umgesetzt wird diese hoch dynamische Berechnung des Motorflusses mit der besonderen Reglerkaskade von ARADEX auf FPGA Basis, welche durch Ihre Geschwindigkeit und deterministischen Abläufe die Echtzeitberechnungen überhaupt erst ermöglicht.

Mit diesen Grundlagen können sich die im Asynchronmotor starken temperaturabhängigen Effekte nahezu vollständig kompensieren lassen und die Effizienz deutlich steigern.

Einsatzgebiete

E-Propulsion: Wechsel von Vorschub auf Rekuperation
Nutzfahrzeuge im innerstädtischen Verkehr mit häufigem Bremsen und Anfahren
Arbeitsmaschinen im Bergbau mit großen Lastwechseln und Anpassung an Schwankungen der Versorgungsspannung

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Video-Tutorial HDFC

In nebenstehendem Video zum HDFC-Modul wird erläutert, wie ein Motor, von dem nicht alle technischen Parameter bekannt sind, an einen Wechselrichter angeschlossen werden kann.

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