Sensorlose Regelung

Dynamik, Einfachheit, Zuverlässigkeit: Diese Ziele in jedem Antrieb können mit individueller sensorloser Drehzahlregelung erreicht werden. Celeroton bietet verschiedenste Technologien an um Ihre Bedürfnisse optimal abzudecken.

Für eine feldorientierte Drehzahlregelung von permanenterregten
Synchronmaschinen (PMSM) und bürstenlosen Gleichstrommaschinen (BLDC-Motoren) muss die Winkelposition des Rotor-Magnetfelds bekannt sein. Wo normalerweise Hallsensoren oder Encoder eingesetzt werden, kann mittels Sensorlos-Technologie von Celeroton auf Sensoren im Motor verzichtet werden. Dies hat viele Vorteile. So kann speziell bei Kompaktmotoren die Anzahl Anschlusskabel und Steckkontakte verringert werden, was z.B. bei Werkzeugspindeln in der Mikromaterialbearbeitung oder in der Medizinaltechnik grosse Vorteile bringt. Zudem verbessern sich die mechanische Stabilität und Rotordynamik – und damit die Maximaldrehzahl, da für den Winkelpositionssensor keine zusätzlichen Scheiben oder Magnete benötigt werden. Da mit dem Sensor eine ausfallanfällige Komponente weniger vorhanden ist, steigt auch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Unsere Umrichter beherrschen die sensorlose Drehzahlregelung von Stillstand bis 1 Million U/min je nach Kombination von induktivitätsbasierten, Observer- oder Nulldurchgangserkennungs (Back-emf)-Verfahren.

Welches Regelungsverfahren für welchen Antrieb? Dafür gibt es keine pauschale Antwort. Einerseits schliesst der angestrebte Drehzahlbereich einige Verfahren aus, andererseits beeinflussen sich die Wahl der Modulation des Umrichters und des Regelungsverfahrens gegenseitig, und schlussendlich harmonieren einige Motoren besser mit der einen oder anderen Regelungsart und Modulation.

Bei Celeroton stimmen wCC-75-500ir die sensorlose Drehzahlregelung deshalb individuell auf Ihren Antrieb ab. Abhängig von Ihren Spezifikationen und Ihrem Anwendungsbereich können wir Ihnen folgende zwei Optionen vorschlagen Celerotons Sensorlos-Technologie zu nutzen: Betrieb mit Umrichter von Celeroton oder Integration in Ihre Elektronik mit entsprechender Lizenzierung. Mit verschiedensten Technologien bedienen wir ein sehr breites Spektrum:

 

PAM (Blockkommutierung) mit sensorloser Drehzahlregelung (ZCD)
FunktionsweiseRotor wird open loop auf Synchronisationsdrehzahl beschleunigt und darüber
hinaus sensorlos geregelt
MindestdrehzahlSynchronisationsdrehzahl (motorabhängig),
zwischen 2'000 und 10'000 U/min
Maximaldrehzahl1 Million U/min
Besonders geeignet fürSehr hohe Drehzahlen, geringe Phaseninduktivität
VorteileTiefere Verluste in Umrichter und Motor (bei tiefen Induktivitäten) als bei PWM
NachteileHöhere Rotorverluste als mit PWM bei genuteten Motoren mit Drehzahlen
unter ca. 100'000 bis 200'000 U/min
VerfügbarkeitAlle Celeroton-Umrichter

  

Sixstep mit sensorloser Regelung (LV-BEMF)
FunktionsweiseErlaubt sensorlose Regelung ab sehr tiefen Drehzahlen. Kann einfach mit        
ZCD-Verfahren kombiniert werden
Mindestdrehzahl> 100 U/min
MaximaldrehzahlCa. 100'000 U/min
Besonders geeignet fürKostengünstige Lösungen bei Auslegung auf spezifischen Motor
VorteileGeringer Hardwareaufwand
NachteileDrehmomentreduktion bei höheren Drehzahlen (wenn nicht mit ZCD
kombiniert)
VerfügbarkeitKundenspezifisch

  

PWM (Sinuskommutierung) mit sensorloser Regelung (Observer)
FunktionsweiseVergleichbar mit ZCD-Verfahren
MindestdrehzahlSynchronisationsdrehzahl (motorabhängig) im Bereich von 4'000 U/min
MaximaldrehzahlCa. 200'000 U/min
Besonders geeignet fürDrehzahlbereich von 10'000 bis 150'000 U/min und Motoren mit höherer
Phaseninduktivität (z.B. genutete Motoren)
VorteileFührt bei entsprechenden Motoren zu tieferen Motorverlusten als PAM oder  
Sixstep
NachteileKann zu höheren Umrichterverlusten führen. Höhere Rechenleistung als
andere Sensorlosverfahren
VerfügbarkeitCC-75-500, CC-100-1000

  

PAM (Blockkommutierung) mit sensorloser Regelung ab Stillstand (SL2Z mit Drehmomentunterbrechung)
FunktionsweiseVerfahren mit kurzzeitiger Drehmomentunterbrechung im Betrieb, erlaubt
sensorlose Drehzahlregelung ab Stillstand
MindestdrehzahlStillstand
MaximaldrehzahlWird in der Regel mit ZCD-Verfahren kombiniert womit eine maximale Drehzahl
von 1 Million U/min resultiert
Besonders geeignet fürAnwendungen mit vollem Moment ab Stillstand
VorteileVolles Drehmoment ab Stillstand
NachteileDrehmomentrippel, Geräuschentwicklung und Drehmomentunterbrechung
vorhanden
VerfügbarkeitCC-75-500
Motor muss spezifische Anforderungen erfüllen (insbesondere bezüglich
Asymmetrie in der Induktivität). Kann durch Celeroton abgeklärt werden

  

PWM (Sinuskommutierung) mit sensorloser Regelung ab Stillstand (SL2Z ohne Drehmomentunterbrechung)
FunktionsweiseErlaubt sensorlose Drehzahlregelung ab Stillstand, PWM ohne Drehmoment-
unterbrechung, höhere Winkelauflösung
MindestdrehzahlStillstand
MaximaldrehzahlCa. 100'000 U/min
Besonders geeignet fürAnwendungen mit vollem Moment über einen grossen Drehzahlbereich von
Stillstand bis zu hohen Drehzahlen
VorteileDrehmomentrippel gering bis gar nicht vorhanden, zuverlässig und ruckelfrei
auch bei tiefsten Drehzahlen
NachteileZusätzlicher Ausgangsfilter benötigt, zusätzliche Analogelektronik benötigt.
Limitiert die maximale Drehzahl
VerfügbarkeitKundenspezifische Umrichter
Motor muss spezifische Anforderungen erfüllen

  

Es gibt verschiedene Möglichkeiten Ihre Anwendung mit unserem Verfahren zu testen: Kauf oder Miete eines Testumrichters, Inbetriebnahme bei Celeroton oder direkt bei Ihnen.