Entwicklung eines Drehmomentbeobachters im FPGA auf Basis eines Maschinenmodells

  • Motivation
    Prüfstände  zur  Vermessung  von  elektrischen  Maschinen  oder  zum  Test
    neuer  Regelungsmethoden  benötigen  eine  genaue  und  dynamische
    Drehmomenterfassung. Um Prüfstände in größerem Umfang aufbauen zu
    können,  ist  eine  Ausstattung  aller  Prüfstände  mit  der  erforderlichen
    Messtechnik aus Kostengründen nicht möglich. Daher soll in dieser Arbeit
    ein  Drehmomentbeobachter  für  die  Lastmaschine  entwickelt  werden,
    welcher  auf  Basis  winkelabhängiger  Maschinenkennfelder  und
    hochfrequenter  Messdaten  einen  adäquaten  Ersatz  für  eine
    Drehmomenterfassung darstellt.  
     
    Aufgabenstellung
    In  einer  vorangegangenen  Arbeit  wurden  bereits  Prüfstände  zur  „locked-
    rotor“ und hochfrequenten Drehmomenterfassung entwickelt und aufgebaut.
    Auf  Basis  dieser  Messergebnisse  soll  ein  Maschinenmodell  im  FPGA
    entworfen, parametriert und getestet werden.
    Dazu steht ein Kleinantriebeprüfstand mit klassischer Drehmomentmessung
    zur  Verfügung.  Der  verwendete  Stromrichter  verfügt  sowohl  über
    breitbandige  Strom-  und  Spannungsmessungen,  als  auch  eine
    Stromsteigungsmessung  auf  Basis  einer  planaren  Rogowskispule.  Die
    Stromsteigungsmessung  soll  zur
    Erweiterung  des  Messbereichs  der
    Strommessung  eingesetzt  werden
    und eine genauere Modellierung der
    Maschine  zulassen.  Abschließend
    soll  der  so  entwickelte
    Drehmomentbeobachter  auf  dem
    Prüfstand validiert werden.

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