Wie werden elektrische Antriebe gesteuert?

Wie werden elektrische Antriebe gesteuert?

Definition von elektrischen Antrieben

Elektrische Antriebe sind Systeme, die den Betrieb von Elektromotoren steuern, einschließlich des Startens, der Drehzahlregelung und des Bremsens.

Wichtigkeit der Steuerung

Die Steuerung von elektrischen Antrieben ist entscheidend, um Schäden durch plötzliche Änderungen in Spannung oder Strom zu vermeiden.

Geschlossene Regelung

Regelungssysteme können offen oder geschlossen sein. Bei einem offenen Regelungssystem beeinflusst das Ausgangssignal nicht das Eingangssignal, was die Steuerung unabhängig vom Ausgang macht. Im Gegensatz dazu verwendet ein geschlossenes System Feedback vom Ausgang, um das Eingangssignal anzupassen. Überschreitet das Ausgangssignal einen festgelegten Wert, wird das Eingangssignal reduziert und umgekehrt. Eine geschlossene Regelung in elektrischen Antrieben hilft, das System zu schützen, die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und die Genauigkeit zu erhöhen.

• Schutz

• Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit

• Verbesserung der stationären Genauigkeit

In den folgenden Diskussionen werden wir verschiedene geschlossene Regelkreiskonfigurationen sehen, die in elektrischen Antrieben verwendet werden, unabhängig davon, ob sie mit Gleich- oder Wechselstrom versorgt werden.

Strombegrenzung

Während des Startvorgangs können Motoren, wenn keine Vorkehrungen getroffen werden, einen sehr hohen Stromfluss erfahren. Ein Strombegrenzungsregler wird verwendet, um dies zu verwalten. Er überwacht den Strom, und wenn dieser die sicheren Grenzwerte überschreitet, aktiviert sich der Rückkopplungsschleife, um den Strom zu reduzieren. Sobald er wieder auf ein sicheres Niveau zurückgegangen ist, deaktiviert sich die Rückkopplungsschleife, um den normalen Betrieb sicherzustellen.

Geschlossene Drehmomentregelung

Diese Art von Drehmomentregler findet sich hauptsächlich in batteriebetriebenen Fahrzeugen wie Autos und Zügen. Der Fahrer drückt das Gaspedal, um das Referenzdrehmoment T einzustellen. Das tatsächliche Drehmoment T folgt dem T, das der Fahrer über das Gaspedal steuert.*

Geschlossene Drehzahlregelung

Drehzahlregelkreise sind weit verbreitete Rückkopplungsschleifen in elektrischen Antrieben. Ein Blick auf ein Blockschaltbild kann helfen, deren Funktionsweise zu verstehen.

Wir können aus dem Diagramm erkennen, dass es zwei Regelkreise gibt, die als innerer und äußerer Kreis bezeichnet werden können. Der innere Stromregelkreis begrenzt den Konverter- und Motorenstrom oder das Motordrehmoment unterhalb des sicheren Grenzwerts. Nun können wir die Funktion des Regelkreises und des Antriebs an praktischen Beispielen verstehen. Angenommen, die Referenzdrehzahl W m* steigt und es gibt eine positive Abweichung ΔWm, was darauf hinweist, dass die Drehzahl erhöht werden muss.

Nun erhöht der innere Kreis den Strom, wobei er unter dem maximal zulässigen Strom bleibt. Und dann beschleunigt der Fahrer, wenn die Drehzahl die gewünschte Drehzahl erreicht, ist das Motordrehmoment gleich dem Lastdrehmoment und es gibt eine Verringerung der Referenzdrehzahl Wm, was darauf hinweist, dass keine weitere Beschleunigung erforderlich ist, sondern eine Verzögerung, und das Bremsen wird vom Geschwindigkeitsregler bei maximal zulässigem Strom durchgeführt. So können wir sagen, dass während der Drehzahlsteuerung die Funktion ständig zwischen Antrieb und Bremsen wechselt, um einen reibungslosen Betrieb und Lauf des Motors zu gewährleisten.