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Krauß, Sebastian:
Entwicklung eines Rechenmodells zur Verbesserung der Strommessung über modulinterner Streuinduktivität.
Bayreuth
,
2021
(Masterarbeit,
2021, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Mechatronik)
Abstract
Die Strommessung in geregelten elektrischen Antrieben wird üblicherweise mit Stromsensoren wie Rogowski-Spulen, Shunt-Widerständen oder Hall-Effekt-Sensoren durchgeführt. Anschließend wwedre die Ströme in der Mitte der Schaltpulse des Wechselrichters abgetastet, um die Amplitude der Stromgrundwelle ohne störende Rippelanteile zu erhalten. Dieses Verfahren wird als "synvhronous sampling" bezeichnet und stellt denStand der Technik dar. Die eingesetzten Stromsensoren erreichen eine hohe Genauigkeit und Bandbreite, sind jedoch oft teuer und beanspruchen viel Bauraum. Deshalb gibt es Bestrebungen den Strom aus der Messung Stromproportionaler Größen zu gewinnen. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die Rekonstruktion des Tromes aus dem Spannungsabfall über den parasitären Induktivitäten der Halbleiterschalter des Wechselrichters. Dieses Verfahren wird in Folgenden als Lee`-Methode bezeichnet, wobei Lee´für die parasitäre Streuinduktivität steht. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass der gewünschte Abtastpunkt in der Mitte des Pulses nu eingeschränkt zugänglich ist. Geeigneter sind Abtastpunkte an den Flanken der Schaltfunktion, an denen der Strom jedoch störende Ripplanteile enthält. Eine mögliche Lösung dieses Problems ist der Einsatz eines Beoobachtermodells, welches die ungünstigen Abtastpunkte verarbeitet und den rippelfreien Strom berechnet.
In dieser Arbeit werden zwei unterschiedliche komplexe Beobachterkonzepte entwickelt. Bei dem eine handelt es sich um einen einfachen Mittelwertbildner, bei dem anderen um ein Recgenmodell mit vereinfachtem Streckenmodell. Dieses Rechenmodell basiert auf einem ähnlichen Modell, das in einer aktuellen Veröffentlichung vorgestellt wurde, vereinfacht dieses jedoch an einer entscheidenden Stelle. Anschließend werden Mittelwertbildner und Rechenmodell mit dem Stand der Technik verglichen. Dabei sollen zwei Fragen beantwortet werden.
--> Welche Genauigkeit erreichen die Beobachter im Vergleich mit dem Stand der Rechnik und welche Faktoren beeinflussen den fehler, der sowohl bei der Verwenduung der Beobachter als auch beim Stand der Technik entsteht?
--> Können die beiden Beobachterkonzepte in einen realen Versuchsaufbau integriert werden?