Synchronmotoren im Regelverfahren ELSM^®

Da im Regelverfahren ELSM^® kein Gebersystem für die Motorführung verwendet wird, ergeben sich regelverfahrensspezifische Einschränkungen im Vergleich zum Betrieb im Regelverfahren CFC mit Motorgeber.

Bis zur Übergangsdrehzahl arbeitet das Regelverfahren im gesteuerten Betrieb lediglich in der Drehzahlsteuerung. Oberhalb der Übergangsdrehzahl arbeitet das Regeverfahren im geregelten Betrieb und ist vergleichbar mit dem Regelverfahren CFC mit Resolver. Der Drehzahl-Stellbereich beträgt 1:50. Da im Regelverfahren ELSM^® kein Gebersystem für die Motorführung verwendet wird, ist die absolute Lage der Motorwelle zunächst nicht bekannt. Deshalb wird diese bei jeder Freigabe durch Testimpulse ermittelt. Dadurch ergibt sich eine Startverzögerung von ca. 25 ms.

Beim Anlauf aus dem Stillstand wird zunächst im gesteuerten Betrieb angefahren. Der Anlauf im gesteuerten Betrieb erfolgt unabhängig von der Belastung zur Stabilisierung des Antriebs eine Stromeinprägung von 150 % des Nennstromes des in Betrieb genommen Motors. Im Stillstand bei Drehzahl Null wird ein Strom von 120 % des Nennstromes des in Betrieb genommen Motors eingeprägt.

Kann der Strom durch den Umrichter nicht zur Verfügung gestellt werden, wird dieser auf die thermische Stromgrenze des Umrichter begrenzt. Dadurch ergeben sich im gesteuerten Betrieb Einschränkungen in Bezug auf das nutzbare Drehmoment.

Sobald die Übergangsdrehzahl erreicht wird, wird in den geregelten Betrieb geschalten. Die Übergangsdrehzahl liegt etwa bei 2 % der Nenndrehzahl des in Betrieb genommen Motors. Im geregelten Betrieb wird die absolute Lage der Motorwelle dann aus verschiedenen Messgrößen abgeleitet. Im geregelten Betrieb ist das nutzbare dynamische Drehmoment sowohl vom Motor als auch von der Motor-Umrichter-Kombination abhängig.

Wird die Übergangsdrehzahl wieder unterschritten, so wird vom geregelten zurück in den gesteuerten Betrieb geschalten. Der gesteuerte Betrieb ist somit immer zu Beginn der Beschleunigung aber auch am Ende einer Verzögerung aktiv, wenn die Übergangsdrehzahl unterschritten ist. Der gesteuerte Betrieb darf nur durchfahren werden. Ein dauerhafter Betrieb im gesteuerten Betrieb unterhalb der Übergangsdrehzahl ist nicht zulässig.

Ein Zuschalten auf einen drehenden Motor ist möglich. Ein Wiederanfahren ist auch möglich, wenn der Antrieb noch nicht Drehzahl 0 erreicht hat.

Abhängig davon, ob sich das Regelverfahren im gesteuerten oder geregelten Betrieb befindet, muss für die Antriebs-Projektierung gegen verschiedene Grenzwerte geprüft werden, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob der Motor die erforderlichen Drehmomente bereitstellen kann.

Zur Projektierung wird empfohlen, die Projektierungssoftware SEW-Workbench zu nutzen.

Durch die Permanentmagnete erhöht sich mit steigender Drehzahl die in der Wicklung des Motors induzierte Spannung. Dadurch ist Höhe des einprägbaren Stromes begrenzt, da als Spannung lediglich die Differenz der Spannung im Zwischenkreis des Umrichters zur induzierten Spannung zur Verfügung steht. Wird die Spannungsgrenze erreicht, fällt das Drehmoment bei höheren Drehzahlen ab. Um ein Betrieb rechts der Spannungsgrenzkennlinie zu ermöglichen, muss ein feldschwächender Strom eingeprägt werden. Die Funktion der Feldschwächung (in Vorbereitung) ist standardmäßig aktiv. Es ist zu beachten, dass der benötigte Strom für das gleiche Drehmoment in der Feldschwächung wesentlich höher ist.