DTC ist ein neuartiges Regelverfahren, welches Drehstrommotoren optimal regelt. Neu bei diesem Regelverfahren ist:
Drehzahl- und Drehmomentregelung ohne den Einsatz von Drehzahl- und Drehmomentgebern.
Bei konventionellen Regelungen braucht es für die Regelung von Drehzahl und Drehmoment einen Sensor, welcher die Drehzahl und das Drehmoment an der Welle des Motors misst und dem Regler zuführt.
Die vorliegenden Arbeit ist ein Demo-Aufbau und dient den Studenten zur Einarbeitung in die Materie DTC.
Wie funktioniert der DTC ?
Input:
Solldrehzahl
Solldrehmoment
Statorstrom
Aktueller Spannungszustand
am Ausgang des Inverters
Zwischenkreisspannung
Output:
Neuer
Spannungszustand am Ausgang des Inverters
Auf einem DSP ist das mathematische Modell des Motors implementiert. Dieses Modell berechnet aus dem Statorstrom und dem aktuellen Spannungszustand am Ausgang des Inverters die Drehzahl und das Drehmoment des Motors. Aus diesen zwei Grössen und ihren Sollwerten wird der neue Spannungzustand am Ausgang des Inverters bestimmt.
Blockdiagramm des DTC
Vorteile des DTCs gegenüber anderen Regelverfahren:
Die Dynamik von Drehstrommotoren ist nun vergleichbar mit der von Gleichstrommotoren. Der Gleichstrommotor kann durch einen Drehstrommotor ersetzt werden.
Der Drehstrommotor hat einige Vorteile gegenüber dem Gleichstrommotor:
kompakter
preisgünstiger
wartungsfrei (keine Bürsten)
explosionssicher (kein Bürstenfeuer)
Kosteneinsparung und Erhöhung der Dynamik, da
der Stromregler,
Drehzahl- und Drehmomentgeber
wegfallen und
ein Inverter ohne Pulsbreitenmodulation
(PWM) ausreicht
Die Drehmomentregelung ist bis zur Drehzahl null möglich
Der magnetische Fluss im Motor wird optimal angepasst. Daraus resultieren
ein besserer Gesamtwirkungsgrad im Schwachlast-Betrieb und
die Reduzierung
der auftretenden Motorgeräusche
Die Verluste bei der Bremsung (Flussbremsung) entstehen im Stator und sind deshalb leichter abführbar
Die Schaltfrequenz ist nicht konstant, sondern ändert mit dem Betriebszustand des Motors. Somit werden :
resonante Geräuschspitzen vermieden
und
die Motorerwärmung reduziert