Antriebstechnik

Permanentmagnet-Motoren in nur 45 Sekunden kalibrieren

Seite: 3/3

Firmen zum Thema

Motor-Modellparameter für einen ordnungsgemäßen Betrieb

Dieses Vorgehen ist schnell und vermeidet zeitraubende manuelle Arbeiten sowie aufwändiges Herumprobieren. Es wurde sowohl für die RX62T- als auch für die RX220-MCU-Familien implementiert. Ein weiterer Vorteil dieser neuen Embedded-Software ist die automatische Ermittlung der Parameter für die Permanentmagnetmotoren. Im Ablaufdiagramm des Steueralgorithmus nutzt der Funktionsblock der Phasenabschätzung die Motor-Modellparameter für einen ordnungsgemäßen Betrieb. Bei diesen drei Parametern handelt es sich um den Stator-Widerstand Rs, die synchrone Induktivität Ls und um die Magnetfluss-Amplitude Λm des Permanentmagneten.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 7 Bildern

Bild 4 zeigt die von der Embedded-Software im Funktionsblock für die Magnetfluss-Abschätzung genutzten Motor-Gleichungen. Das hier verwendete Modell bezieht sich auf den Stator. Nach einer Reihe von Vereinfachungen erscheinen die unbekannten Parameter in der endgültigen Vektor-Gleichung. Liefert die Embedded-Software eine sinusförmige Spannung bei einer gewissen Frequenz und misst dann den daraus folgenden Strom, so sind bis auf die drei mysteriösen Koeffizienten alle Werte in der Gleichung bekannt.

Die hier implementierte Prozedur stimuliert die Motor-Phasen mit unterschiedlichen Spannungs-Wellenformen und misst die entsprechenden Ströme. Als letzter Schritt folgt die Lösung eines algebraischen Systems aus drei Gleichungen mit drei Unbekannten. Dank der leistungsfähigen grafischen PC-Benutzeroberfläche benötigt der Prozess nur 45 s zur Ermittlung der fünf Parameter Kp, Ki, Rs, Ls und Λm und kann schließlich einen unbekannten Permanentmagnetmotor betreiben. Die Prozedur erfordert weder spezielle Messgeräte, noch teure Werkzeuge, ebenso wenig spezielle Isolationsübertrager. Das Auto-Tuning funktioniert für Nieder- wie auch für Hochspannungsmotoren.

Auto-Tuning-Fertiglösung

Auf diesem Weg lassen sich in wenigen Minuten die unterschiedlichsten Motoren problemlos für jegliche Anforderungen evaluieren. Der Entwickler muss sich zu Beginn der Entwicklung eines 3-Phasen-Umrichters keine Sorgen machen, da er mit diesem Werkzeug seinen eigenen Motor in weniger als einer Minute steuern und sich anschließend auf die Anwendungsentwicklung konzentrieren kann. Er benötigt auch kein detailliertes Know-how mehr, so dass sich der Aufwand für die Einarbeitung und die Zeitspanne bis zum ersten funktionierenden Prototypen verkürzt.

Ebenfalls wichtig ist, dass der ganze Ablauf offline erfolgt, von der MCU nur wenige MIPS und nur wenig Speicher erfordert. Bisher wurden bis zu 30 Permanentmagnetmotoren mit Hilfe der leistungsfähigen Auto-Tuning-Fertiglösung abgestimmt, die auf den MCU-Familien RX220 und RX62T läuft. Die beiden Referenzplattformen können 24V-Motoren ansteuern und über eine externe Leistungsstufe auch Motoren mit mehreren Kilowatt betreiben.

* Vincent Mignard ist Segment Marketing Engineer, Renesas Electronics Europe.

(ID:42463653)