Sensorlose Positionserfassung in linearen Synchronmotoren (PDF)

Kapitel 3.2 Aufbau des Versuchsstands

Die Spannung am Sternpunkt wird gegen einen ”künstlichen Sternpunkt“ , welcher direkt am Ausgang des Wechselrichters erzeugt wird, gemessen. An diesem werden die drei Phasen über 10kW Widerstände kurzgeschlossen. Ist im weiteren Verlauf von ”Sternpunkt“ die Rede, so ist damit der Sternpunkt am Ausgang des Motorsegments gemeint.

Um Störungen zu vermeiden, wurde der Sternpunkt über eine Signalleitung im Stromkabel der Maschine zurück geführt. Der Einfluss induzierter Spannungen sollte somit reduziert werden. Da sowohl Oszilloskop, als auch A/D-Wandler des PC-s, für hohe Spannungen nicht geeignet sind, wird ein Tastkopf verwendet. Dieser reduziert das gemessene Signal auf ein Zehntel, bzw. ein Hundertstel.

Neben dem Wechselrichter steht auch ein Signalgenerator zur Erzeugung des Trägersignals zur Verfügung. Mit diesem kann ein Signal in eine der drei Phasen eingeprägt werden. Das entspricht einem Winkel g von 0 Grad, 120 Grad, 240 Grad. Im Folgenden wird der Einfluss verschiedener Massnahmen zur Verbesserung der Signalqualität erläutert:

- Methode zur Erzeugung des Trägersignals. Kapitel 3.3.1.

- Aktiver Bandpassfilter Kapitel 3.5.

- Software-Tiefpassfilter im Echtzeitmodul Kapitel 3.6.

- Tiefpassfilter 1. Ordnung vor dem Tastkopf Kapitel 5.1.

- Tiefpassfilter 2. Ordnung vor dem Tastkopf Kapitel 5.4.

3.3 Wechselrichter und Signalgenerator

Zur Erzeugung des Trägersignals wird neben dem Wechselrichter häufig auch ein Signalgenerator verwendet, da hiermit eine deutliche Verbesserung der Signalqualität erreicht werden kann. Der Signalgenerator kann allerdings nur zu einfachen Tests verwendet werden. Eine Demodulation ist mit ihm nicht möglich, da der Verlauf der Trägerspannung nicht aufgenommen werden kann. Ein Ausgleich einer Phasenverschiebung aufgrund eingesetzter Filter ist daher nicht möglich.

Martin Henger, Diplom-Ingenieur, Maschinenbaustudium mit Fachrichtung Mechatronik an der Technischen Universität München und der Technischen Universität Darmstadt. Abschluss: September 2008. Derzeit tätig als Doktorand bei der Robert Bosch GmbH im Bereich der Hybridtechnik.