Egelkreise; Funktionsprinzip; Stromregler - SSD Drives 590+ Produkthandbuch

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EGELKREISE

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Funktionsprinzip

Hinweis: Die Anwahl von Stromregelung oder Drehzahlregelung

Stromregler

590+ Digitale Stromrichter
(Voreinstellung) erfolgt über den Parameter I/N REGL. UMSCH.
über den digitalen Eingang 3 (Klemme C8). Ist der Eingang
FREIGEGEBEN, arbeitet der Stromrichter als Stromregler; ist
der Eingang GESPERRT (Voreinstellung), arbeitet der
Stromrichter als Drehzahlregler.
Der Stromregler erhält einen Sollwert vom Ausgang des Drehzahlreglers oder direkt über die
Klemmleiste. Er vergleicht den Sollwert mit dem Istwert und bildet daraus die
Regelabweichung. Dieses Fehlersignal wird einem Proportional-Integral-Regler (PI-Regler)
zugeführt, der die Stellgröße, d.h. das Signal für den Zündwinkel, erzeugt.
Die Bildung der Regelabweichung und ihre Weiterverarbeitung geschieht auf zwei Arten:
1. Der Mittelwert Regelabweichung wird aus der Differenz zwischen Sollwert und dem
gemittelten Stromistwert gebildet und dem Integralteil des PI-Algorithmus zugeführt.
2. Die momentane Regelabweichung wird aus der Differenz zwischen Sollwert und
momentanem Stromistwert gebildet und dem Proportionalteil des PI-Algorithmus zugeführt.
Durch die minimale Totzeit ergibt sich ein optinales Übergangsverhalten. Im Unterschied
zum Mittelwert der Regelabweichung (für den I-Anteil), bei dem der Wert für die Totzeit 1/6
(i. Allg. 3,33ms) der Netzperiodendauer beträgt. Mit der Bildung des Mittelwertes ist eine
genauere Erfassung des Drehmomentes möglich. Die Totzeit beeinträchtigt die
Stromregelung nur unwesentlich und hat somit keinen Einfluss auf die Regelabweichung.
3. Ausgehend vom natürlichen Kommutierungspunkt wird ein Steuerwinkel zur Ansteuerung
der Thyristoren berechnet (überwacht vom Phasenregelkreis) und alle 3,33ms (bzw.1/6
Netzperiodendauer) ein Zündimpuls an die Thyristoren ausgegeben.
In den nachfolgenden Abschnitten werden einige Aspekte des Stromreglers genauer erläutert.
Adaptive Stromregelung
Beim Übergang von nichtlückendem auf lückenden Strom ändert sich die Struktur der
Regelstrecke, d.h. die Verstärkung des Stromrichters fällt stark ab. Um dies zu kompensieren,
muss die Verstärkung des Stromreglers bei Lückstrom erhöht werden.
Bei Antrieben der Baureihe 590+ wird dies durch einen adaptiven Algorithmus erreicht. Er
ermöglicht, dass der Ankerstrom der Stellgröße auch bei lückendem Strom in einem einzigen
Schritt (Zündvorgang) folgt.
Annäherung Gegen-EMK
Bei Motorstillstand beträgt der Zündwinkel für Nullstrom 120°. Dreht sich der Motor mit
unterschiedlichen Drehzahlwerten, folgt der Zündwinkel einer Cosinus-Ortskurve.
Um eine möglichst große Bandbreite des Stromregelkreises während der Stromumkehr von der
Master- zur Slave-Brücke und umgekehrt zu erhalten, muss diese Cosinus-Ortskurve über den
gesamten Drehzahlbereich hinweg unbedingt so exakt wie möglich vorgesteuert werden.
Es gibt zwei verschiedene Ursachen für den Verlust an Bandbreite bei Stromumkehr:
1. Der Verlust an Stromrichterverstärkung muss auf eine präzise Art und Weise kompensiert
werden. Dies wird durch den adaptiven Algorithmus erreicht.
2. Der adaptive Algorithmus wiederum ist ebenfalls abhängig vom korrekten Startwert des
Steuerwinkels, um sowohl die "Totzeit" (Zeitraum mit Nullstrom, siehe unten) als auch die
Stromanstiegszeit bis zum erforderlichen Stromsollwert möglichst gering zu halten.
Um den korrekten Startwert des Zündwinkels bestimmen zu können, ist eine genaue Kenntnis
der EMK-Rückführung erforderlich. Bei den Antrieben der Baureihe 590+ wird dies durch die
Regelkreise 9-1
MMI Menühilfe
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EINSTELLUNGEN
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STROMREGELKREIS
I/N REGL. UMSCH.