Abstract
In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Hochfrequenz-Spannungsinjektions-verfahren zur geberlosen Regelung im niedrigen Drehzahlbereich sowie im Stillstand auf eine neuartige induktiv elektrisch erregte Synchronmaschine angewendet und verglichen. Während ein sinusförmiges hochfrequentes Testsignal bei einer permanenterregten Synchronmaschine lediglich in eine Statorachse injiziert und in einer anderen Statorachse ausgelesen werden kann, bieten sich bei der elektrisch erregten Synchronmaschine weitere geberfreie Verfahren unter Nutzung der Rotorwicklung an. Dabei kann das Trägersignal sowohl in den Rotor eingeprägt und die Antwort im Stator detektiert werden als auch vice versa. Zum Auslesen des Stromsignals wird dazu ein gleitender Goertzel-Algorithmus verwendet. Die drei möglichen Injektionsverfahren sind zunächst in Simulationen untersucht worden, wobei ihre Kompatibilität mit der induktiven Übertragungsstrecke zur Speisung des Rotorkreises der Maschine gezeigt werden konnte. In Messungen am Prüfstand haben alle drei Verfahren sowohl für stationäre als auch dynamische Testfälle eine sehr gute Genauigkeit geliefert. Für die Güte der geberlosen Regelung spielen die differentiellen Induktivitäten eine entscheidende Rolle, aus denen als verfahrensspezifische Kennparameter die Intensität der Stromantwort sowie der Kreuzsättigungsoffset abgeleitet worden sind. Für die betrachtete Maschine wird bei Verwendung des Stators als Sender und des Rotors als Empfänger die höchste Intensität der Stromantwort erzielt, sodass dieses Verfahren zu geberlosen Regelung besonders geeignet ist. Die Injektion in den Rotor ist hingegen vor allem nachteilig aufgrund von hohen erforderlichen hochfrequenten Spannungsamplituden.
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