KS-R2R Frequenzumrichter

Durchdachten Systemlösungen in der Motoren- und Antriebsstrangprüfung.

Komplexe Prüfaufgaben lösen.

Neueste Halbleitermodule kombiniert mit schneller Signalverarbeitung und ganzheitlicher modellbasierter Regelungstechnik ermöglichen hochdynamische Anwendungen. Über mathematische Modelle des Prüfstands und seiner Komponenten sowie modernste Regelungsalgorithmen wird ein Höchstmaß an Regelgüte erreicht. Diese Systemlösung ist der Schlüssel für bisher nie da gewesene Ergebnisse in der Motoren- und Antriebsstrangprüfung.

Vorteile

1700 A Dauerstrom – 2800 A oder mehr mit parallelen Einheiten
Bis 2000 Hz Ausgangsfrequenz
Interne Taktfrequenz bis zu 20 kHz
Schaltfrequenz bis zu 10 kHz
Zeitbasis Drehmomentmessung 250 MHz
Wassergekühlte Wechselrichtermodule
Hochdynamische Drehmomentregelung
Trägheitskompensation über weiten Bereich
Schnelle EtherCAT-Schnittstelle
Zwischenkreisspannung:
600 V für Nennspannung 400 V
1000 V für 690 V

Reglermodi

Reglermodus „M“ (klassisch)
Reglermodus „Mplus“ (Trägheitskompensation, R2R, haptischer Test, …)
Reglermodus „n“ (klassisch)
Reglermodus „nplus“ (supersteife Drehzahlregelung)
Virtuelle Zusatzdämpfung

Regelungsmodus M

FUNKTION

Drehmoment-Sollwert M_soll sowie Grenzen M_max und M_min sind vorgebbar
Feldorientierte Regelung versucht M_LS=M_soll bestmöglich umzusetzen, wird aber nie genau stimmen (Modellfehler)
Meist ist ein überlagerter Regler notwendig, um das Wellenmoment einzuregeln

VORTEILE

Kompatibel zur klassischen Drehmomentregelung

Regelungsmodus Mplus

FUNKTION

Aus M_soll und gemessenem Drehmoment M_mess wird mit der Wunschträgheit J_R wird ein Drehzahl-Sollwert n_soll berechnet (Drallsatz)
Wirkt für den Anwender wie eine Drehmomentregelung

VORTEILE

Im stationären Zustand gilt M_mess = -M_soll exakt!
Trägheitskompensation und Rastmomentverringerung – Prüfling „spürt“ nicht die volle Rotorträgheit!
R2R (M_soll vom Reifenmodell), haptischer Test (M_soll= 0)
Drehzahlgrenzen n_max, n_min vorgebbar

Regelungsmodus N

FUNKTION

Drehzahl-Sollwert n_soll sowie Grenzen M_max und M_min sind vorgebbar (Ablöseregelung!)
Regelqualität ist von den PI-Parametern abhängig und kann zwischen „weich“ und „hart“ gewählt werden
Regler reagiert nur auf Differenz zwischen n_soll und n_ist, d.h. bei Wellenmomentsprung gibt es eine Abweichung

VORTEILE

Kompatibel zur klassischen Drehzahlregelung

Regelungsmodus Nplus

FUNKTION

Zusätzlich zur normalen Drehzahlregelung wird das gemessene Wellenmoment gegengleich aufgeschaltet
Bei konstantem Drehzahl-Sollwert n_soll wäre im Idealfall der PI-Regler überflüssig (Drehmomentsumme Null)
Bei Wellenmomentsprung gibt es fast keine Abweichung

VORTEILE

Besonders gute („superharte“) Drehzahlregelung
Wellenresonanzfrequenzen können gedämpft werden

Virtuelle Zusatzdämpfung

FUNKTION

Mit M_VZD (als zusätzliches Luftspaltmoment aufgebracht) wirkt die Welle für die elektrische Maschine wie mit Dämpfung d_W+ d_V
Schätzung von Δω ist mit Hilfe von M_mess (Kalman-Filter) erforderlich

VORTEILE

Erhöht die Dämpfung der Welle virtuell
Wirkt wellenresonanzdämpfend für Resonanzfrequenzen bis ca. 50 Hz
In allen Reglermodi stufenlos zu- und abschaltbar

Vorteile

Drehmomentanstieg im Luftspalt

Während herkömmliche industrielle Umrichter erhebliche Verzögerungszeiten in der Übertragung des Sollwertes und Anstieg des Momentes an der Welle haben, sind diese bei dem KS FU signifikant verkürzt und ein Sollwertsprung am EtherCAT-Interface wird über schnellste Signalverarbeitung direkt in ein Wellenmoment umgesetzt. Dank der schnellen Sollwertübergabe und direkten Ansteuerung der IGBTs ist der KS FU ein ideales Glied in hochdynamischen Regelkreisen.

Grundlage für Dynamik und Präzision der KS Hochleistungsprüftechnik ist die Kombination der KS Frequenzumrichter-Technologie mit modellbasierter Regelungstechnik und einer ganzheitlichen Betrachtung der Prüfaufgabe und Prüfstandskomponenten. Unsere multidisziplinären Prüfstandsingenieure optimieren die Prüfstandskonfiguration hinsichtlich individueller Prüfaufgaben und Gegebenheiten.