Modellprädiktive effizienzoptimale Mehrmotoren-Betriebsstrategie unter besonderer Berücksichtigung der Rotorkreisdynamik von Asynchronmaschinen / von Marius Becker ; Erstgutachter: Dr.-Ing. Oliver Wallscheid, Zweitgutachter: Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker, Betreuer: Marius Stender. Paderborn, 2023
Inhalt
- Einleitung
- Grundlagen der Asynchronmaschine und der modellprädiktiven Regelung
- Stationäre Betriebsstrategie für Einzelmotorantriebssysteme
- Stationäre Gleichungen der Asynchronmaschine
- Quadratische Approximation relevanter Größen
- Quadratische Approximation des Drehmoments
- Quadratische Approximation der Verluste
- Quadratische Approximation der Statorspannung
- Berechnung relevanter Kurven für die Betriebsstrategie
- Berechnung der Schnittpunkte zweier Quadriken
- Auswahl des optimalen Schnittpunkts
- Iterative Berechnung des optimalen Sollstroms
- Modellprädiktive Betriebsstrategie für Einzelmotorantriebssysteme
- Vorüberlegungen zum Optimierungsproblem
- Dynamik der Rotorflussverkettung
- Beschränkungen des Systems
- Beschränkung des Statorstroms
- Beschränkung der Statorspannung
- Festlegung eines minimalen Rotorflusses
- Weiche Einschränkung zur Drehmomenteinregelung
- Definition der Kostenfunktion und Herleitung des quadratischen Programms
- Ablauf des Optimierungsprozesses mit Parameternachführung
- Erweiterung der modellprädiktiven Betriebsstrategie auf Mehrmotorenantriebssysteme
- Herleitung der Systemdynamik
- Beschränkungen des Systems
- Beschränkungen der Statorströme
- Beschränkungen der Statorspannungen
- Festlegung minimaler Rotorflüsse
- Weiche Einschränkung zur Drehmomenteinregelung
- Kostenfunktion und quadratisches Programm
- Simulative und messtechnische Untersuchung der modellprädiktiven Betriebsstrategie
- Aspekte bei der Implementierung
- Simulative Untersuchung
- Messtechnische Untersuchung am Prüfstand
- Zu optimierende Aspekte der modellprädiktiven Betriebsstrategie
- Fazit und Ausblick
- Anhang
- Berechnung der Nullstellen eines kubischen Polynoms
- Berechnung der Nullstellen eines quartischen Polynoms
- Beweis der Konvexität des zu lösenden Optimierungsproblems
- Verzeichnisse