1. Einleitung

Die komfortable Lösung von Antriebsproblemen erfordert, dass die Stellglieder und Motoren bereits bei der Projektierung möglichst optimal in Bezug auf Kosten, Lebensdauer und Anwenderfreundlichkeit den anstehenden Aufgaben angepasst werden.

Dazu ist es notwendig, schon in einer frühen Phase genaue Kenntnisse über die von der Antriebseinheit zu liefernden Größen wie Drehzahlstellbereich und Belastungsspiel, aber auch die zu erwartenden Belastungen der einzelnen Bauelemente durch Strom und Spannung zu besitzen.

Beim Betrieb eines „Antriebes Stromzwischenkreisumrichter mit Asynchronmaschine (Kurzschlussläufer)“ gibt es Besonderheiten zu beachten, um den oben erwähnten Forderung zu entsprechen. Bei einem Gleichstromzwischenkreisumrichter werden auf die Ständerentwicklungen des Motors Stromblöcke aufgeprägt. Die Klemmspannung am Motor bildet sich infolge der in Amplitude und Frequenz veränderbaren Stromblöcke frei aus. Sie ist abhängig von der Belastung der Maschine und der Speisefrequenz.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Motorinduktivitäten an der Kommutierung, die von den Wechselrichterbauelementen des Umrichters durchgeführt wird, beteiligt sind. Bei der Stromkommutierung kommt es zur Ausbildung von Spannungsspitzen. Sie stellen eine besondere Belastung für die beteiligten Bauelemente dar.

Die nicht sinusförmigen Verläufe von Strom und Spannung führen zu einem veränderten Betriebsverhalten (z.B. Erwärmungsverlauf, Geräuschentwicklung und Pendeln).

Mit computergestützten Simulationsprogrammen hat man die Möglichkeit, das Betriebsverhalten praxisnah zu simulieren.

Zurzeit existieren bereits Modellstrukturen von Antriebseinrichtungen /1/ , welche zur Fourieranalyse von Strom und Spannung verwendet werden. Diese Strukturen sind zeitlich nicht stabil genug, sie schwingen auf. Erstens muss untersucht werden, ob Fehler in diesen Modellstrukturen vorhanden sind. Können keine direkten Fehler nachgewiesen werden, muss zweitens mit einem Simulationsprogramm eine dem Antrieb „Stromzwischenkreisumrichter mit Asynchronmaschine“ entsprechende Simulationsstruktur neu- bzw. weiterentwickelt werden. Drittens wird mittels dieser Simulationsstruktur das Betriebsverhalten des Antriebes untersucht bzw. die Modellstruktur auf ihre Tauglichkeit hin getestet und anhand von Messungen am realen Antrieb ein Vergleich durchgeführt. Letztlich wird das simulierte Betriebsverhalten analysiert (Fourieranalyse) und Schlussfolgerungen aus der Simulation gezogen.

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