DE4209305A1

DE4209305A1 - Field oriented control of asynchronous machines - having integrator for U delta -Uref, output with I eta subtracted and input to proportional amplifier to give Uref.

Info

Publication number: DE4209305A1
Application number: DE4209305A
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl Ing Rapp
Original assignee: Holger Dipl Ing Rapp
Current assignee: SIEB & MEYER AG, 21339 LUENEBURG, DE
Priority date: 1992-03-21
Filing date: 1992-03-21
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2012-03-22
Also published as: DE4209305C2

Abstract

The field-oriented control of induction machines with dynamic evaluation of the necessary steady state stator voltages uses a control system that outputs the desired value of the current vectors in the rotating delta - eta coordinate system. Either a mathematical relationship exists between the angular speed of the rotor flux space vectors relative to the stator a-b coordinate system and the reference angular speed, or in addition there is a mathematical relationship between the rotor speed and the reference angular speed. The difference between U delta and a reference voltage, is integrated with a time constant simulating the machine's sub-transient inductance. The output has I eta subtracted form it portional amplifier whose output is the original reference voltage. ADVANTAGE Improved control strategy.

Description

In immer stärkerem Maße werden drehzahlregelbare elektrische Antriebe sowohl als Vorschubantriebe als auch als Hauptspindel antriebe in modernen Maschinen wie z. B. in Bearbeitungszentren für die zerspanende Bearbeitung von Werkstoffen oder in automa tisierten Transporteinrichtungen eingesetzt. Dabei stehen dem Anwender heutzutage hauptsächlich drei grundsätzlich unter schiedliche Grundtypen elektrischer Maschinen zur Verfügung. Diese sind zum einen die Gleichstrommaschine, des weiteren die Synchronmaschine sowie - last but not least - die Asynchron maschine. Von diesen drei Grundtypen zeichnet sich die Asyn chronmaschine (wenn sie, wie üblich, als Käfigläufermaschine ausgeführt ist) insbesondere durch ihren einfachen mechanischen Aufbau und ihre damit verbundenen, niedrigen Herstellungskosten sowie durch ihre Robustheit bei Überlastbetrieb aus. Betrachtet man diese Vorteile, so liegt es zunächst nahe, den Löwenanteil sowohl auf dem Markt der Hauptspindelantriebe als auch auf jenem der Vorschubantriebe bei der Asynchronmaschine zu vermuten.Speed-controllable electrical systems are becoming increasingly popular Drives both as feed drives and as main spindles drives in modern machines such as B. in machining centers for the machining of materials or in automa tized transport facilities used. Here are the Users nowadays mainly three mainly under different basic types of electrical machines are available. These are the DC machine on the one hand, and the other Synchronous machine and - last but not least - the asynchronous machine. The Asyn is characterized by these three basic types chron machine (if, as usual, as a squirrel-cage machine is carried out) in particular by its simple mechanical Construction and its associated, low manufacturing costs as well as their robustness in overload operation. Considered if one considers these advantages, it is obvious that the lion's share both on the main spindle drive market and on to that of the feed drives in the asynchronous machine suspect.

Den Vorteilen der Asynchronmaschine steht aber ein großer Nach teil gegenüber: Die Richtung des sogenannten Rotorflußraum zeigers einer Asynchronmaschine ist weder statorfest (wie dies bei einer Gleichstrommaschine der Fall ist) noch rotorfest (wie dies bei den modernen, permanenterregten Synchronmaschinen der Fall ist) vorgegeben. Vielmehr rotiert dieser Rotorflußraum zeiger bei Belastung der Maschine langsam über deren Rotor hin weg. Demzufolge handelt es sich bei der Asynchronmaschine sowohl bei deren Behandlung in einem statorbezogenen als auch bei deren Behandlung in einem rotorbezogenen Koordinatensystem um eine vermaschte Regelstrecke. Dies wiederum erhöht die Schwierigkeit einer regelungstechnischen Behandlung der Asyn chronmaschine gegenüber jener von Synchron- und Gleichstrom maschinen zunächst erheblich.The advantages of the asynchronous machine are, however, a major disadvantage opposite part: The direction of the so-called rotor flow space pointer of an asynchronous machine is neither stator-fixed (like this in the case of a DC machine) is still rotor-proof (like this with the modern, permanently excited synchronous machines of the Case is given). Rather, this rotor flow space rotates pointer when the machine is loaded slowly over its rotor path. As a result, the asynchronous machine is involved both in their treatment in a stator-related as well when treating them in a rotor-related coordinate system around a meshed controlled system. This in turn increases the Difficulty with control-technical treatment of the Asyn chron machine compared to that of synchronous and direct current machines considerably.

Ein großer Fortschritt bei der regelungstechnischen Führung von Asynchronmaschinen stellt die von Blaschke erstmals vorgestell te, sogenannte "feldorientierte Regelung" von Asynchronmaschi nen dar [1]. Hierbei wird von einem sogenannten "feldorien tierten Koordinatensystem" mit der sogenannten Längsachse d und der orthogonal zu dieser stehenden Querachse q Gebrauch ge macht. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß - eine optimale Funktion des feldorientierten Regelsystems vorausgesetzt - seine d-Achse stets in Richtung des Rotorflußraumzeigers _R weist. Damit liegt aber umgekehrt auch fest, daß der Rotor flußraumzeiger _R der Asynchronmaschine stets nur eine Kompo nente in d-Richtung des in Rede stehenden Koordinatensystems aufweist, jedoch keine in q-Richtung desselben.A major advance in the control engineering of asynchronous machines is the so-called "field-oriented control" of asynchronous machines presented by Blaschke for the first time [1]. Here, use is made of a so-called "field-oriented coordinate system" with the so-called longitudinal axis d and the orthogonal to this transverse axis q. This is characterized in that - assuming an optimal function of the field-oriented control system - its d-axis always points in the direction of the rotor flux space pointer _R. Conversely, this also means that the rotor flux space vector _{R of} the asynchronous machine always has only one component in the d-direction of the coordinate system in question, but not in the q-direction of the same.

Betrachtet man nun auch den Statorstromraumzeiger der Asyn chronmaschine in diesem feldorientierten Koordinatensystem, so läßt sich dieser in eine Komponente i_d in Richtung der d-Achse und in eine Komponente i_q in Richtung der q-Achse aufspalten. Die Komponente i_q des Statorstromraumzeigers wird üblicher weise als Querstrom i_q der Asynchronmaschine bezeichnet und be einflußt unmittelbar das innere Drehmoment der Asynchron maschine, jedoch nicht deren Rotorfluß. Sie wirkt also wie der Ankerstrom einer Gleichstrommaschine. In entsprechender Weise beeinflußt die Komponente i_d des Statorstromraumzeigers , wel che üblicherweise als Längsstrom i_d der Asynchronmaschine be zeichnet wird, unmittelbar lediglich den Rotorfluß der Asyn chronmaschine. Eine Beeinflussung des inneren Drehmoments der in Rede stehenden Maschine erfolgt lediglich mittelbar auf dem Weg über die Veränderung von deren Rotorfluß. Der Längsstrom i_d wirkt also wie der Erregerstrom einer Gleichstrommaschine. Auf die soeben beschriebene Weise wird eine Entkopplung der ver maschten Regelstrecken für den Rotorfluß und das innere Moment der Asynchronmaschine erreicht. Die regelungstechnische Behand lung der Asynchronmaschine im feldorientierten Koordinaten system wird so einfach wie die einer Gleichstrommaschine. If we now also consider the stator current space vector of the asynchronous machine in this field-oriented coordinate system, it can be split into a component i _d in the direction of the d-axis and a component i _q in the direction of the q-axis. The component i _{q of} the stator current space vector is usually referred to as cross current i _{q of} the asynchronous machine and directly influences the internal torque of the asynchronous machine, but not its rotor flux. It therefore acts like the armature current of a DC machine. In a corresponding manner, the component i _{d of} the stator current space vector, which is usually referred to as the longitudinal current i _{d of} the asynchronous machine, directly affects only the rotor flux of the asynchronous machine. The internal torque of the machine in question is influenced only indirectly by changing its rotor flux. The longitudinal current i _d thus acts like the excitation current of a DC machine. In the manner just described, decoupling of the meshed control paths for the rotor flux and the internal torque of the asynchronous machine is achieved. The control-related treatment of the asynchronous machine in the field-oriented coordinate system is as simple as that of a DC machine.

Bei all diesen Erläuterungen wurde jedoch stets eine optimale Funktion eines solchen, feldorientierten Regelsystems vorausge setzt. Diese optimale Funktion ist aber in der Praxis leider meist nicht gegeben. Die beiden Hauptursachen hierfür sind im folgenden erläutert.With all these explanations, however, was always an optimal one The function of such a field-oriented control system is predicted puts. Unfortunately, this optimal function is in practice mostly not given. The two main reasons for this are in following explained.

Im folgenden sei derjenige Teil eines feldorientierten Regel systems für Asynchronmaschinen, welcher die Regelung der Asyn chronmaschine bis hin zur Vorgabe der Sollwerte für die Sta torströme in feldorientierten Koordinaten sowie eine eventuell nachfolgende Transformation dieser Sollwerte in ein anderes Ko ordinatensystem bewerkstelligt, als Führungssystem bezeichnet. Dieses ist somit als Teileinheit eines feldorientierten Regel systems zu verstehen.In the following, that part of a field-oriented rule systems for asynchronous machines, which regulates the asyn chron machine up to the specification of the setpoints for the sta gate currents in field-oriented coordinates and a possibly subsequent transformation of these setpoints into another Ko ordinate system accomplished, referred to as guidance system. This is therefore part of a field-oriented rule systems to understand.

Ein erster Problemkreis ist jener der Einstellung der gewünsch ten Statorströme der Asynchronmaschine. Bei den von einem feld orientierten Führungssystem ausgegebenen Größen handelt es sich ja lediglich um Sollwerte für die einzustellenden Ströme, wel che zudem meist noch in einem gegenüber dem Stator rotierenden Koordinatensystem vorgegeben sind. Zur Einstellung der vom Füh rungssystem gewünschten Ströme ist also zum einen eine Funk tionseinheit zur Transformation der feldorientierten Größen in das statorfeste Koordinatensystem und zum anderen eine Funk tionseinheit zur Stromregelung erforderlich. Dabei kann die zu letzt genannte Einheit zur Stromregelung entweder mit Größen des statororientierten Koordinatensystems oder mit Größen des feldorientierten Koordinatensystems arbeiten.A first problem area is that of setting the desired one th stator currents of the asynchronous machine. In the field oriented management system yes, only about setpoints for the currents to be set, wel usually also in a rotating with respect to the stator Coordinate system are specified. To adjust the system is a radio unit for transforming the field-oriented quantities into the stator-fixed coordinate system and on the other hand a radio tion unit required for current regulation. The can last mentioned unit for current regulation either with quantities of the stator-oriented coordinate system or with sizes of the field-oriented coordinate system.

Eine sehr einfache Lösung des anstehenden Problems besteht darin, die feldorientierten Stromsollwerte i_d,soll sowie i_q,soll zunächst in ein statororientiertes Koordinatensystem zu transformieren und die so gewonnenen statororientierten Strom sollwerte einem dreiphasigen Umrichter mit einer Stromregelein heit, welche nach dem Prinzip der zeitdiskreten Schaltzustands änderung arbeitet, zuzuführen [2]. Auf diese Weise kann eine dynamisch hochwertige Stromregelung, welche im Bedarfsfall selbsttätig die volle, zur Verfügung stehende Stellreserve des verwendeten, dreiphasigen Umrichters nutzt, realisiert werden. A very simple solution to the problem at hand is to first transform the field-oriented current setpoints i _d, setpoint and i _q, setpoint into a stator-oriented coordinate system and the stator-oriented current setpoints obtained in this way are converted into a three-phase converter with a current control unit, which works on the principle of time-discrete Switching state change works, feed [2]. In this way, a dynamic, high-quality current control, which automatically uses the full available reserve capacity of the three-phase converter used, can be implemented.

In vielen Anwendungsfällen kommt eine solche Lösung allerdings nicht in Betracht. Oft wird vom Anwender eine konstante Puls frequenz des dreiphasigen Umrichters gefordert, eine Forderung, die am besten durch den Einsatz eines Modulationsverfahrens nach dem Prinzip der Pulsweitenmodulation (PWM) erfüllt werden kann [3]. Die innerste regelungstechnische Funktionseinheit bei einem solchen PWM-Verfahren ist aber stets die gesteuerte Ein stellung der über jeweils eine Pulsperiode gemittelten Aus gangsspannungen des dreiphasigen Umrichters. In anderen Anwen dungsfällen ist die direkte Verbindung der Statorklemmen der Asynchronmaschine mit den Ausgangsklemmen des Umrichters uner wünscht und es wird die Zwischenschaltung eines dreiphasigen LC-Ausgangsfilters mit geregelter Ausgangsspannung gefordert. In beiden Fällen muß die Regelung der Statorströme der Asyn chronmaschine unter Verwendung der stetig (beim Betrieb mit LC- Ausgangsfilter) oder quasi-stetig (bei Verwendung der PWM) vor gebbaren Statorspannungen der Asynchronmaschine als Stellgrößen erfolgen.In many applications, however, such a solution comes not considered. Often the user sets a constant pulse frequency of the three-phase converter required, a requirement best by using a modulation scheme according to the principle of pulse width modulation (PWM) can [3]. The innermost control engineering functional unit at such a PWM process is always the controlled on position of the off averaged over a pulse period output voltages of the three-phase converter. In other applications case is the direct connection of the stator terminals Asynchronous machine with the output terminals of the converter wishes and there will be the interposition of a three-phase LC output filters with regulated output voltage required. In both cases, the regulation of the stator currents of the Asyn chron machine using the steady (when operating with LC Output filter) or quasi-continuous (when using PWM) Stator voltages of the asynchronous machine that can be entered as manipulated variables respectively.

Der Aufbau einer derartigen Regelung bereitet den Herstellern moderner Regelsysteme für Asynchronmaschinen nach wie vor großes Kopfzerbrechen. Zwei wesentliche Punkte stehen hierbei im Vordergrund:Manufacturers are prepared to set up such a regulation modern control systems for asynchronous machines still great headache. There are two key points here in the foreground:

- The frequency response of the guide transfer function of the current control unit as well
- the inevitable interference of the people in question Controlled system through the internal voltages of the asynchronous machine or through related sizes.

Sollen die Stromregler mit Größen in einem statororientierten Koordinatensystem arbeiten, so stellt bereits der Frequenzgang der Führungsübertragungsfunktion eines solchen Stromreglers ein massives Problem dar. Gewünscht wird im gesamten, abzudeckenden Frequenzbereich, welcher von 0 bis zu einigen 100 Hz reichen kann, eine Führungsübertragungsfunktion mit einem Betrag von nahezu 1 und einer Phasenverschiebung von nahezu 0. Außerdem wirken die über einen weiten Bereich in Amplitude und Frequenz veränderlichen, induzierten Spannungen der Asynchronmaschine als Störgrößen auf die Stromregelkreise ein. Die Störungsüber tragungsfunktion sollte daher im gesamten, abzudeckenden Fre quenzbereich einen Betrag von nahezu 0 aufweisen. Diese extre men Anforderungen zeigen, daß es sich hierbei um ein äußerst schwierig zu lösendes Problem handelt. Selbst namhafte, auf dem Gebiet der Regelungstechnik erfahrene Unternehmen betreiben bis heute einen immensen Aufwand, um die Stromregelung von Asyn chronmaschinen mit Reglern, welche mit statororientierten Grö ßen arbeiten, zufriedenstellend in den Griff zu bekommen [4].Are the current regulators with sizes in a stator-oriented Coordinate system work, so already the frequency response the guide transfer function of such a current controller massive problem. It is desired to cover the whole Frequency range, which range from 0 to some 100 Hz may, a leadership transfer function with an amount of almost 1 and a phase shift of almost 0. Also they act over a wide range in amplitude and frequency variable, induced voltages of the asynchronous machine as disturbances on the current control loops. The fault transfer Carrying function should therefore be covered in the entire Fre quenz range have an amount of almost 0. This extreme Men requirements show that this is an extreme difficult problem to solve. Even well-known, on the Experienced companies in the field of control engineering operate up to today an immense effort to control the current from Asyn chron machines with controllers, which with stator-oriented size work well to get a satisfactory grip [4].

Etwas günstigere Verhältnisse bestehen, wenn die Stromregler mit Größen im feldorientierten Koordinatensystem oder mit sol chen in einem Koordinatensystem, welches gegenüber dem feld orientierten nur eine geringe Rotationsgeschwindigkeit auf weist, arbeitet. Arbeiten die Regler mit feldorientierten Grö ßen, so hat dies den Vorteil, daß es sich sowohl bei den Füh rungsgrößen als auch bei den Regel- und Störgrößen, welche in den in Rede stehenden Regelkreisen auftreten, im elektrisch eingeschwungenen Zustand der Asynchronmaschine stets um reine Gleichgrößen handelt. Diese Aussage gilt unabhängig von der Drehzahl und vom Belastungszustand der Maschine. Im anderen Fall der Verwendung eines Koordinatensystems, welches gegenüber dem feldorientierten eine geringe Rotationsgeschwindigkeit auf weist, sind die Frequenzen der im elektrisch eingeschwungenen Zustand der Asynchronmaschine auftretenden Größen so gering, daß auch in diesem Fall der Frequenzgang der Führungsübertra gungsfunktion eines Stromreglers nicht ins Gewicht fällt. Ein solches Koordinatensystem kann z. B. ein rotororientiertes sein. In beiden Fällen müssen an die Führungsübertragungsfunktionen der Stromregler keine so extremen Anforderungen gerichtet wer den, wie dies bei der Ausführung der Stromregler mit statorori entierten Größen der Fall ist. Ein Nachteil bleibt allerdings bestehen. Dieser soll im folgenden anhand einer Stromregelung mit feldorientierten Größen erläutert werden. Dazu sei zunächst festgelegt, daß die in Richtung der d-Achse des feldorientier ten Koordinatensystems weisende Komponente u_d des Statorspan nungsraumzeigers der Asynchronmaschine im folgenden als Längs spannung u_d der Asynchronmaschine bezeichnet wird. In gleicher Weise wird im folgenden die in Richtung der q-Achse weisende Komponente des Statorspannungsraumzeigers der Asynchronmaschine im folgenden als Querspannung u_q der Asynchronmaschine bezeichnet.Somewhat more favorable conditions exist if the current controller works with variables in the field-oriented coordinate system or with such in a coordinate system which has only a low rotational speed compared to the field-oriented one. If the controllers work with field-oriented variables, this has the advantage that both the guide variables and the control and disturbance variables that occur in the control loops in question are always constant values in the electrically steady state of the asynchronous machine acts. This statement applies regardless of the speed and the load condition of the machine. In the other case, the use of a coordinate system, which has a low rotational speed compared to the field-oriented, the frequencies of the sizes occurring in the electrically steady state of the asynchronous machine are so low that the frequency response of the guide transfer function of a current controller is not important in this case either. Such a coordinate system can e.g. B. be a rotor-oriented. In both cases, the control transmission functions of the current controllers do not have to be as extreme as those when the current controllers are designed with stator-oriented variables. However, one disadvantage remains. This will be explained below using a current control with field-oriented variables. For this purpose, it should first be determined that the component u _{d of} the stator voltage space pointer of the asynchronous machine pointing in the direction of the d-axis of the field-oriented coordinate system is referred to below as the longitudinal voltage u _{d of} the asynchronous machine. In the same way, the component of the stator voltage space vector of the asynchronous machine pointing in the direction of the q axis is referred to below as the transverse voltage u _{q of} the asynchronous machine.

Fig. 1 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild der Asynchron maschine für deren Behandlung im feldorientierten Koordinaten system. Es besteht zum einen Teil aus der Reihenschaltung einer Drossel mit der Induktivität L_σ (1), welche die subtransiente Induktivität der Asynchronmaschine repräsentiert [5] und einer Spannungsquelle mit der Spannung u_d,stat (2). Die Spannung u_d,stat ist hierbei die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Längsspannung der Asynchronmaschine. An den Klemmen dieser Reihenschaltung liegt die Längsspannung u_d der Asyn chronmaschine, in der Drossel mit der Induktivität L_σ (1) bil det sich der Längsstrom i_d der Asynchronmaschine aus. Der an dere Teil des elektrischen Ersatzschaltbildes der Asynchron maschine besteht in entsprechender Weise aus der Reihenschal tung einer weiteren Drossel mit der Induktivität L_σ (3) und ei ner Spannungsquelle mit der Spannung u_q,stat (4). Die Spannung u_q,stat ist hierbei die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Querspannung der Asynchronmaschine. An den Klemmen dieser Reihenschaltung liegt die Querspannung u_q der Asynchron maschine, in der weiteren Drossel mit der Induktivität L_σ bil det sich der Querstrom i_q der Asynchronmaschine aus. Fig. 1 shows the electrical equivalent circuit of the asynchronous machine for its treatment in the field-oriented coordinate system. It consists in part of the series connection of a choke with the inductance L _σ ( 1 ), which represents the subtransient inductance of the asynchronous machine [5] and a voltage source with the voltage u _{d, stat} ( 2 ). The voltage u _{d, stat} is the longitudinal voltage of the asynchronous machine required in the electrically steady state. The longitudinal voltage u _{d of} the asynchronous machine is located at the terminals of this series connection, and the series current i _{d of} the asynchronous machine is formed in the inductor L _σ ( 1 ). The other part of the electrical equivalent circuit of the asynchronous machine consists in a corresponding manner of the series connection of a further choke with inductance L _σ ( 3 ) and a voltage source with the voltage u _{q, stat} ( 4 ). The voltage u _{q, stat} is the transverse voltage of the asynchronous machine required in the steady state. The transverse voltage u _{q of} the asynchronous machine is at the terminals of this series connection, and the transverse current i _q of the asynchronous machine is formed in the further inductor with inductance L _σ .

Hieraus ergibt sich direkt das in Fig. 2 dargestellte, rege lungstechnische Blockschaltbild der Stromregelstrecken mit der Längsspannung u_d und der Querspannung u_q der Asynchronmaschine als Eingangsgrößen und dem Längsstrom i_d sowie dem Querstrom i_q der Asynchronmaschine als Ausgangsgrößen. Die Differenz zwi schen der Längsspannung u_d der Asynchronmaschine und deren im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigten Längsspannung u_d,stat wirkt auf den Eingang eines Integrierers mit der Inte grationszeitkonstante L_σ (5), welcher an seinem Ausgang den Längsstrom i_d der Asynchronmaschine ausgibt. In entsprechender Weise wirkt die Differenz zwischen der Querspannung u_q der Asynchronmaschine und deren im elektrisch eingeschwungenen Zu stand benötigten Querspannung u_q,stat auf den Eingang eines weiteren Integrierers mit der Integrationszeitkonstante L_σ (6), welcher an seinem Ausgang den Querstrom i_q der Asynchron maschine ausgibt. This results directly in the FIG. 2, control block diagram of the current control paths with the longitudinal voltage u _d and the transverse voltage u _{q of} the asynchronous machine as input variables and the longitudinal current i _d and the cross current i _{q of} the asynchronous machine as output variables. The difference between the longitudinal voltage u _{d of} the asynchronous machine and its longitudinal voltage u _{d, stat} required in the electrically steady state, acts on the input of an integrator with the integration time constant L _σ ( 5 ), which outputs the longitudinal current i _{d of} the asynchronous machine at its output. Similarly, the difference between the transverse tension acts u _q of the asynchronous machine, and their in electrically steady to stand required cross-voltage u _{q, stat} on the input of a further integrator with integration time constant L _σ (6) which at its output the cross-current i _q of Asynchronous machine outputs.

Zur Elimination dieser Störgrößen u_d,stat und u_q,stat wurde von Zimmermann erstmals ein sogenannter Führungsgrößengenerator eingesetzt [6]. Dabei werden im Führungssystem die von diesem angenommenen Werte u_d,stat,fgg und u_q,stat,fgg der Störgrößen u_d,stat und u_q,stat gemäß den GleichungenTo eliminate these disturbances u _{d, stat} and u _{q, stat} , a so-called reference variable _generator was used by Zimmermann for the first time [6]. The values u _{d, stat, fgg} and u _{q, stat, fgg of} the disturbance variables u _{d, stat} and u _{q, stat are} assumed in the management system according to the equations

ermittelt und ausgegeben. Dabei handelt es sich bei der Größe R_S um den ohmschen Statorwiderstand der Asynchronmaschine, bei der Größe L_H um deren auf die Statorseite bezogene Hauptfeld induktivität, bei der Größe L_R um deren auf die Statorseite be zogene Rotorinduktivität, bei der Größe ω_S um die Winkelge schwindigkeit, mit der das feldorientierte Koordinatensystem des Führungssystems gegenüber einem statororientierten Ko ordinatensystem rotiert und bei der Größe i_m,fgg um den vom Führungssystem angenommenen Wert des Magnetisierungsstroms der Asynchronmaschine. Diese angenommenen Werte der Störgrößen werden dann zu den von den Stromreglern ausgegebenen Spannungs sollwerten addiert. Auf diese Weise wird die Beeinflussung der Regelstrecke aus Fig. 2 durch die Störgrößen u_d,stat und u_q,stat - wiederum eine optimale Funktion des Führungssystems vorausgesetzt - kompensiert. Die Einschränkung, daß diese Kom pensation nur bei optimaler Funktion des Führungssystems er folgt, nämlich dann, wenn die vom Führungssystem angenommenen Werte der Störgrößen mit deren tatsächlichen Werten überein stimmen, leitet unmittelbar über zum zweiten Problemkreis über.determined and output. Size R _S is the ohmic stator resistance of the asynchronous machine, size L _H is its main field inductance related to the stator side, size L _R is its rotor inductance related to the stator side, size ω _S the angular velocity at which the field-oriented coordinate system of the guide system rotates in relation to a stator-oriented coordinate system and for the size i _{m, fgg} by the value of the magnetizing current of the asynchronous machine assumed by the guide system. These assumed values of the disturbance variables are then added to the voltage setpoints output by the current regulators. In this way, the influencing of the controlled system from FIG. 2 by the disturbance variables u _{d, stat} and u _{q, stat is} compensated for - again assuming an optimal function of the guidance system. The restriction that this compensation occurs only when the management system is functioning optimally, namely when the values of the disturbance variables assumed by the management system match their actual values leads directly to the second problem area.

Dabei handelt es sich um das Problem der Nachbildung des feld orientierten Koordinatensystems. Bei dem "feldorientierten Ko ordinatensystem", auf welches sich alle vom Führungssystem aus gegebenen Größen beziehen, handelt es sich nämlich lediglich um ein vom Führungssystem angenommenes, feldorientiertes Koordi natensystem. Dieses stimmt aber keinesfalls notwendigerweise mit dem tatsächlichen, feldorientierten Koordinatensystem über ein. This is the problem of replicating the field oriented coordinate system. With the "field-oriented Ko ordinate system ", to which everyone is guided by the management system given sizes, it is only a question of a field-oriented coordination adopted by the management system nate system. But this is not necessarily true with the actual, field-oriented coordinate system over a.

Fig. 3 zeigt eine Momentaufnahme des Raumzeigerdiagramms der in Rede stehenden Asynchronmaschine sowohl mit einem rotorori entierten als auch mit einem feldorientierten Koordinaten system. Die gestrichelt gezeichneten Achsen x und y sind die Achsen eines rotorbezogenen Koordinatensystems, die Achsen d und q sind die Achsen des vom Führungssystem angenommenen, feldorientierten Koordinatensystems. Der Raumzeiger ist schließlich der momentane Statorstromraumzeiger der Asynchron maschine. Er ist durch seine Komponenten i_d und i_q eindeutig gekennzeichnet. Im Führungssystem wird fortlaufend der Winkel ε, welchen die Achse d mit der Achse x einschließt, gemäß der Gleichung Fig. 3 shows a snapshot of the space vector diagram of the asynchronous machine in question both with a rotor-oriented and with a field-oriented coordinate system. The axes x and y shown in dashed lines are the axes of a rotor-related coordinate system, the axes d and q are the axes of the Management system adopted, field-oriented coordinate system. Finally, the space vector is the current stator current space vector of the asynchronous machine. It is clearly identified by its components i _d and i _q . In the guidance system, the angle ε, which the axis d includes with the axis x, is continuously calculated according to the equation

gebildet. Weicht nun die vom Führungssystem angenommene, in Richtung der Achse q wirksame Rotorzeitkonstante T_Rq,FS vom tatsächlichen Wert dieser Zeitkonstante ab, so entsteht ein Fehlwinkel Δε zwischen dem vom Führungssystem angenommenen feldorientierten Koordinatensystem mit den Achsen d und q und dem tatsächlichen feldorientierten Koordinatensystem mit den Achsen d_m und q_m. Es sind aber die Komponenten i_d,m und i_q,m des Statorstromraumzeigers in diesem, zuletzt genannten Koor dinatensystem, deren Regelung eine ideale Entkopplung zwischen der Beeinflussung des Rotorflusses der Asynchronmaschine und der unmittelbaren Beeinflussung von deren inneren Drehmoment erlauben würde. Dem Führungssystem sind jedoch nur die Größeneducated. If the _rotor time constant T _{Rq, FS} , which is assumed by the guidance system and is effective in the direction of the axis q, deviates from the actual value of this time constant, a misalignment Δε arises between the field-oriented coordinate system with the axes d and q and the actual field-oriented coordinate system with the Axes d _m and q _m . However, it is the components i _{d, m} and i _{q, m of} the stator current space vector in this last-mentioned coordinate system, the control of which would allow an ideal decoupling between the influencing of the rotor flux of the asynchronous machine and the direct influencing of its internal torque. The guidance system, however, is only the sizes

i_d = i_d,m · cos Δε - i_q,m · sin Δε sowie
i_q = i_q,m · cos Δε + i_d,m · sin Δεi _d = i _{d, m} · cos Δε - i _{q, m} · sin Δε as well
i _q = i _{q, m} · cos Δε + i _{d, m} · sin Δε

zugänglich.accessible.

Für Δε≠0 ist demnach eine Entkopplung der Regelstrecken für den Rotorfluß sowie für das innere Drehmoment der Asynchron maschine nicht gegeben. Dies wirkt sich wiederum auf den zeit lichen Verlauf des Fehlwinkels Δε aus. Die Folge hiervon sind im besten Fall unerwünschte Pendelmomente. Bei ungünstigen Be triebszuständen der Asynchronmaschine kann es sogar zu einer Instabilität des gesamten Regelsystems kommen. For Δε ≠ 0 there is therefore a decoupling of the controlled systems for the rotor flux and for the internal torque of the asynchronous machine not given. This in turn affects time the course of the misalignment Δε. The consequence of this are in the best case undesirable pendulum moments. With unfavorable loading drive states of the asynchronous machine can even become one Instability of the entire control system.

Dieser zweite Problemkreis wirft auch ein neues Licht auf die Schwäche der zuvor angeführten Kompensation der Störgrößen u_d,stat und u_q,stat in den Stromregelkreisen mit Hilfe eines Führungsgrößengenerators. Diese Kompensation erfolgt gesteuert, ausgehend von Größen in dem vom Führungssystem angenommenen feldorientierten Koordinatensystem. Das im Betrieb unvermeid bare Auftreten eines Fehlwinkels Δε führt sofort zu einer Fehl kompensation der Störgrößen in den Stromregelkreisen und somit zu einem erneuten Einwirken von Störgrößen auf dieselben. Dies kann im Extremfall sogar dazu führen, daß diese Stromregel kreise instabil werden.This second problem area also sheds new light on the weakness of the previously mentioned compensation of the disturbance variables u _{d, stat} and u _{q, stat} in the current control loops with the aid of a reference variable generator. This compensation is controlled, starting from variables in the field-oriented coordinate system adopted by the guidance system. The inevitable occurrence of an error angle Δε during operation immediately leads to incorrect compensation of the disturbance variables in the current control loops and thus to a renewed effect of disturbance variables on the same. In extreme cases, this can even lead to these current control circuits becoming unstable.

Wie diese Ausführungen zeigen ist die oft aufgestellte Behaup tung, feldorientiert geregelte Asynchronmaschinen böten ein dy namisches Verhalten, welches jenem von Gleichstrommaschinen vergleichbar wäre, beim bisherigen Stand der Technik nicht haltbar.As these explanations show, the often used statement is tion, field-oriented controlled asynchronous machines offer a dy Named behavior, which that of DC machines would not be comparable with the prior art durable.

Die hiermit vorgelegte Erfindung ermöglicht jedoch eine dyna misch äußerst hochwertige und gegen Parameterschwankungen ex trem unempfindliche feldorientierte Regelung von Asynchron maschinen. Alle vorab genannten, bisher unvermeidlichen Schwachpunkte feldorientierter Regelungen treten bei Verwendung der hiermit vorgelegten Erfindung nicht auf. Eine solchermaßen geregelte Asynchronmaschine bietet tatsächlich ein dynamisches Verhalten, welches jenem einer Gleichstrommaschine in nichts nachsteht.However, the invention presented herewith enables a dyna mix extremely high quality and against parameter fluctuations ex Extremely insensitive field-oriented control of asynchronous machinery. All of the aforementioned, previously inevitable Weak points of field-oriented regulations occur when used of the invention presented here. Such a way regulated asynchronous machine actually offers a dynamic one Behavior that that of a DC machine in nothing is inferior.

Die vorliegende Erfindung macht von einem sogenannten Bezugs koordinatensystem mit den Achsen δ und R Gebrauch. Zur Veran schaulichung der nun folgenden Erläuterungen dient Fig. 4. Das Bezugskoordinatensystem rotiert mit der Bezugswinkelgeschwin digkeit ω gegenüber einem statorbezogenen Koordinatensystem mit den Achsen a und b. Sämtliche, in Richtung der Achse δ des Be zugskoordinatensystems weisenden Komponenten von Raumzeigern werden im folgenden mit dem Index δ, sämtliche in Richtung der Achse R des Bezugskoordinatensystems weisenden Komponenten von Raumzeigern mit dem Index R gekennzeichnet. Des weiteren muß ein mathematischer Zusammenhang zwischen der Bezugswinkelge schwindigkeit ω und entweder jener Winkelgeschwindigkeit ω_S, mit welcher der vom Führungssystem angenommene Rotorflußraum zeiger gegenüber einem statorbezogenen Koordinatensystem ro tiert, oder der Rotordrehzahl n der zu regelnden Asynchron maschine oder beiden zuletzt genannten Größen bestehen. Eine optimale Funktionsweise der hiermit vorgelegten Erfindung er zielt man, wenn ω=ω_S ist. Die Abweichungen von der optimalen Funktionsweise, die in Kauf genommen werden müssen, wenn diese Gleichung nicht exakt gilt, sondern lediglich ω≈ω_S postu liert werden kann, sind jedoch marginal. Infolgedessen besteht bei der Wahl des Bezugskoordinatensystems ein gewisser Freiraum. Ein feldorientiertes Koordinatensystem, ein rotor orientiertes Koordinatensystem oder eine Mischform aus beiden seien hier nur beispielhaft als Möglichkeiten zur Ausführung des Bezugskoordinatensystems angeführt.The present invention makes use of a so-called reference coordinate system with the axes δ and R. 4 serves to illustrate the explanations which now follow . The reference coordinate system rotates at reference angle speed ω in relation to a stator-related coordinate system with axes a and b. All components of space pointers pointing in the direction of the axis δ of the reference coordinate system are identified below with the index δ, and all components of space pointers pointing in the direction of the axis R of the reference coordinate system are identified with the index R. Furthermore, there must be a mathematical relationship between the reference Winkelge speed ω and either that angular velocity ω _S , with which the rotor flux space assumed by the guidance system rotates relative to a stator-related coordinate system, or the rotor speed n of the asynchronous machine to be controlled, or both of the latter quantities. An optimal functioning of the invention presented herewith he aims when ω = ω _S. However, the deviations from the optimal mode of operation that have to be accepted if this equation does not apply exactly, but only ω≈ω _S can be postulated, are marginal. As a result, there is a certain amount of freedom in the choice of the reference coordinate system. A field-oriented coordinate system, a rotor-oriented coordinate system or a mixture of the two are only given here as examples of possibilities for executing the reference coordinate system.

In allen Ausbildungsformen der hiermit vorgelegten Erfindung wird ein feldorientiertes Führungssystem (7) eingesetzt. Dieses gibt die Sollwerte i_δ,_soll und i_R,_soll für die Komponenten i_δ und i_R des Statorstromraumzeigers der Asynchronmaschine an sei nen Ausgängen aus.A field-oriented management system ( 7 ) is used in all forms of training of the invention presented herewith. This outputs the setpoints i _δ , _soll and i _R , _soll for the components i _δ and i _{R of} the stator current space vector of the asynchronous machine at its outputs.

Eine erste Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfindung zeigt Fig. 5. Zunächst wird die Differenz zwischen der als Deltaspannung u_δ bezeichneten Komponente des Statorspannungs raumzeigers der zu regelnden Asynchronmaschine und einer Größe u_δ _,b gebildet und dem Eingang eines ersten Integrierers mit der Integrationszeitkonstante L_σ (8) zugeführt. Von der Ausgangs größe i_δ _,b dieses Integrierers (8) wird der Deltastrom i_δ der zu regelnden Asynchronmaschine subtrahiert. Die so gewonnene Größe i_δ _,b-i_δ wird dem Eingang eines Proportionalverstärkers mit dem Verstärkungsfaktor G_δ (9) zugeführt. Dessen Ausgangs größe u_w _,bP wird wiederum als Größe u_δ _,b in der hiermit vorge legten Erfindung verwendet. Die Größe u_δ _,b findet nun in der vorliegenden Erfindung als Signal u_δ ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Deltaspannung u_δ _,stat Ver wendung. In entsprechender Weise wird in der erfindungsgemäßen Einrichtung die Differenz zwischen der als Thetaspannung u_R be zeichneten Komponente des Statorspannungsraumzeigers der zu re gelnden Asynchronmaschine und einer Größe u_R _,b gebildet und dem Eingang eines weiteren Integrierers mit der Integrationszeit konstante L_σ (10) zugeführt. Von der Ausgangsgröße i_R _,b dieses Integrierers (10) wird der Thetastrom i_R der zu regelnden Asyn chronmaschine subtrahiert. Die so gewonnene Größe i_R _,b-i_R wird dem Eingang eines Proportionalverstärkers mit dem Verstär kungsfaktor G_R (11) zugeführt. Dessen Ausgangsgröße u_R _,bP wird wiederum als Größe u_R _,b in der hiermit vorgelegten Erfindung verwendet. Die Größe u_R _,b findet nun in der vorliegenden Erfin dung als Signal u_R ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zu stand benötigte Thetaspannung u_R _,stat Verwendung. FIG. 5 shows a first embodiment of the invention presented herewith . First, the difference between the component of the stator voltage u _δ referred to as delta voltage and the variable to be controlled asynchronous machine and a quantity u _δ _{, b is} formed and the input of a first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) fed. The delta current i _{δ of} the asynchronous machine to be controlled is subtracted from the output variable i _δ _{, b of} this integrator ( 8 ). The quantity i _δ _{, b} -i _δ thus obtained is fed to the input of a proportional amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ). Whose output size u _w _{, bP} is in turn used as the size u _δ _{, b} in the invention herewith submitted. The quantity u _δ _{, b} is now used in the present invention as a signal u _δ ₀ for the delta voltage u _δ _{, stat} required in the electrically steady state. Similarly, the difference between the be as Thetaspannung u _R recorded component of Statorspannungsraumzeigers the re gelnden asynchronous machine and a size u _{_R,} formed _b and the input constant of a further integrator with the integration time in the invention means L _σ (10) fed . From the output variable i _R _{, b of} this integrator ( 10 ), the theta current i _{R of} the asynchronous machine to be controlled is subtracted. The quantity i _R _{, b} -i _{R obtained in} this way is fed to the input of a proportional amplifier with the amplification factor G _R ( 11 ). Its output variable u _R _{, bP} is in turn used as variable u _R _{, b} in the invention presented herewith. The size u _R _{, b} is now used in the present invention as a signal u _R ₀ for the theta voltage u _R _{, stat} required in the electrically steady state.

In einer zweiten Ausbildungsform wird die hiermit vorgelegte Erfindung, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, dahingehend erwei tert, daß das Differenzsignal i_δ _,b-i_δ zusätzlich dem Eingang eines Integrierers mit der Integrationszeitkonstante T_δ (12) zugeführt wird. Die Ausgangsgröße u_δ _,bI dieses Integrierers (12) und die Ausgangsgröße u_w _,bP des Proportionalverstärkers (9) werden nun addiert. Die so entstandene Summe u_δ _,bP+u_δ _,bI findet anstelle der Größe u_w _,bP als Größe u_δ _,b in der in Rede stehenden Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung Verwen dung. In entsprechender Weise wird das Differenzsignal i_R _,b-i_R zusätzlich dem Eingang eines Integrierers mit der In tegrationszeitkonstante T_R (13) zugeführt. Die Ausgangsgröße u_R _,bI dieses Integrierers (13) und die Ausgangsgröße u_R _,bP des Proportionalverstärkers (11) werden nun addiert. Die so ent standene Summe u_R,_bP+u_R _,bI findet anstelle der Größe u_R _,bP als Größe u_R _,b in der in Rede stehenden Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung.In a second embodiment, the invention presented here, as shown in FIG. 6, is expanded so that the difference signal i _δ _{, b} -i _{δ is} additionally fed to the input of an integrator with the integration time constant T _δ ( 12 ). The output variable u _δ _{, bI of} this integrator ( 12 ) and the output variable u _w _{, bP of} the proportional amplifier ( 9 ) are now added. The resulting sum u _δ _{, bP} + u _δ _{, bI} is used instead of the size u _w _{, bP} as the size u _δ _{, b} in the embodiment of the present invention in question. In a corresponding manner, the difference signal i _R _{, b} -i _{R is} additionally fed to the input of an integrator with the integration time constant T _R ( 13 ). The output variable u _R _{, bI of} this integrator ( 13 ) and the output variable u _R _{, bP of} the proportional amplifier ( 11 ) are now added. The resulting sum u _R , _bP + u _R _{, bI} is used instead of the size u _R _{, bP} as the size u _R _{, b} in the _{embodiment of} the present invention in question.

Wird diese zweite Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung dahingehend abgewandelt, daß anstelle der Größe u_δ _,b die Aus gangsgröße u_δ _,bI des Integrierers (12) als Signal u_w ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Deltaspannung u_δ _,stat der zu regelnden Asynchronmaschine verwendet wird und daß in entsprechender Weise anstelle der Größe u_R _,b die Aus gangsgröße u_R _,bI des Integrierers (13) als Signal u_R ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Thetaspannung u_R _,stat der zu regelnden Asynchronmaschine verwendet wird, so entsteht die in Fig. 7 dargestellte, dritte Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfindung. This second _embodiment of the present invention is modified in such a way that instead of the size u _δ _{, b,} the output size u _δ _{, bI of} the integrator ( 12 ) as a signal u _w ₀ for the delta voltage required in the steady state, u _δ _{, stat} to be regulated asynchronous machine is used, and that in a corresponding manner, the size of u _R in _{place, b} from input variable u _{_R, bI} of the integrator (13) as a signal u _R ₀ for the required in the electrically steady state Thetaspannung u _{_R, stat} which is used to be controlled asynchronous machine , the third embodiment of the invention presented in FIG. 7 is created.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfassung des Deltastroms i_δ und des Thetastroms i_R zeigt Fig. 8. Hierbei werden zunächst zwei, den Statorstromraumzeiger in einem statororientierten Koordinatensystem eindeutig kennzeichnende Statorströme der Asynchronmaschine (14) erfaßt. In dem in Fig. 8 gezeigten Aus führungsbeispiel sind dies die Ströme i_R und i_S. Diese Ströme werden nun den zugehörigen Eingängen eines ersten Koordinaten wandlers (15) zugeführt [6]. Des weiteren wird der im folgenden als Bezugswinkel ϕ bezeichnete Winkel zwischen der Achse δ des Bezugskoordinatensystems und einer frei wählbaren, aber fest stehenden Achse des statororientierten Koordinatensystems vom Führungssystem (7) ausgegeben und dem zugehörigen Eingang des ersten Koordinatenwandlers (15) zugeführt. Dieser erste Koordi natenwandler gibt an seinen Ausgängen den Deltastrom i_δ sowie den Thetastrom i_R der Asynchronmaschine (14) aus.An exemplary embodiment for the detection of the delta current i _δ and the theta current i _{R is} shown in FIG. 8. First, two stator currents of the asynchronous machine ( 14 ) which clearly identify the stator current space vector in a stator-oriented coordinate system are detected. In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, these are the currents i _R and i _S. These currents are now fed to the associated inputs of a first coordinate converter ( 15 ) [6]. Furthermore, the angle referred to below as the reference angle ϕ between the axis δ of the reference coordinate system and a freely selectable but fixed axis of the stator-oriented coordinate system is output by the guide system ( 7 ) and fed to the associated input of the first coordinate converter ( 15 ). This first coordinate converter outputs the delta current i _δ and the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) at its outputs.

In einem konkreten Beispiel hierzu ist als die oben erwähnte, frei wählbare aber feststehende Achse des statororientierten Koordinatensystems die Achse R gewählt. Des weiteren bilden die Achsen δ und R ein orthogonales Koordinatensystem. In diesem Fall werden die Ausgangsgrößen des ersten Koordinatenwandlers (15) nach den folgenden Gleichungen gebildet:In a specific example of this, the axis R is selected as the above-mentioned, freely selectable but fixed axis of the stator-oriented coordinate system. Furthermore, the axes δ and R form an orthogonal coordinate system. In this case, the output variables of the first coordinate converter ( 15 ) are formed according to the following equations:

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfassung der Deltaspannung u_δ und der Thetaspannung u_R zeigt Fig. 9. Hierbei werden zunächst zwei, den Statorspannungsraumzeiger in einem statororientierten Koordinatensystem eindeutig kennzeichnende Statorspannungen der Asynchronmaschine (14) erfaßt. In dem in Fig. 9 gezeigten Aus führungsbeispiel sind dies die Spannungen u_RS und u_ST. Diese Ströme werden nun den zugehörigen Eingängen eines zweiten Koor dinatenwandlers (16) zugeführt. Des weiteren wird der Bezugs winkel ϕ vom Führungssystem (7) ausgegeben und dem zugehörigen Eingang des zweiten Koordinatenwandlers (16) zugeführt. Dieser zweite Koordinatenwandler gibt an seinen Ausgängen die Delta spannung u_R sowie die Thetaspannung u- der Asynchronmaschine (14) aus.An exemplary embodiment for the detection of the delta voltage u _δ and the theta voltage u _{R is} shown in FIG. 9. Here, two stator voltages of the asynchronous machine ( 14 ) which clearly identify the stator voltage space vector in a stator-oriented coordinate system are first detected. In the exemplary embodiment shown in FIG. 9, these are the voltages u _RS and u _ST . These currents are now fed to the associated inputs of a second coordinate converter ( 16 ). Furthermore, the reference angle ϕ is output by the guide system ( 7 ) and fed to the associated input of the second coordinate converter ( 16 ). This second coordinate converter outputs the delta voltage u _R and the theta voltage u of the asynchronous machine ( 14 ) at its outputs.

In einem konkreten Beispiel hierzu ist als die oben erwähnte, frei wählbare aber feststehende Achse des statororientierten Koordinatensystems wiederum die Achse R gewählt. Des weiteren bilden die Achsen δ und R ein orthogonales Koordinatensystem. In diesem Fall werden die Ausgangsgrößen des zweiten Koor dinatenwandlers (16) nach den folgenden Gleichungen gebildet:In a concrete example, the axis R is again selected as the above-mentioned, freely selectable but fixed axis of the stator-oriented coordinate system. Furthermore, the axes δ and R form an orthogonal coordinate system. In this case, the output variables of the second coordinate converter ( 16 ) are formed according to the following equations:

Das maßgebliche Kennzeichen für eine vierte Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfindung zeigt Fig. 10. Der vom Führungs system (7) ausgegebene Sollwert i_δ _,soll für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) sowie ein Signal i_δ _,ist für dessen Istwert werden den zugehörigen Eingängen eines Deltastromreg lers (17) zugeführt. Dieser Deltastromregler gibt an seinem Ausgang eine Größe u_w _,korr aus. Nun wird die Summe aus der Aus gangsgröße u_δ _,korr des Deltastromreglers (17) und dem Signal u_δ ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Deltaspannung gebildet und als Sollwert u_δ _,soll für die Delta spannung u_δ der Asynchronmaschine (14) in der vorliegenden Er findung verwendet. In entsprechender Weise werden der vom Füh rungssystem (7) ausgegebene Sollwert i_R _,soll für den Thetastrom i_R der Asynchronmaschine (14) sowie ein Signal i_R _,ist für des sen Istwert den zugehörigen Eingängen eines Thetastromreglers (18) zugeführt. Dieser Thetastromregler gibt an seinem Ausgang eine Größe u_R _,korr aus. Nun wird die Summe aus der Ausgangs größe u_R _,korr des Thetastromreglers (17) und dem Signal u_R ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Thetaspan nung gebildet und als Sollwert u_R _,soll für die Thetaspannung u_R der Asynchronmaschine (14) in der vorliegenden Erfindung ver wendet. Als Signal i_δ _,ist für den Istwert des Deltastroms i_δ der Asynchronmaschine (14) wird in der in Rede stehenden Aus bildungsform der vorliegenden Erfindung der Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) selbst verwendet. Ebenso wird in der in Rede stehenden Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung der Thetastrom i_R der Asynchronmaschine (14) selbst als Signal i_R _,ist für dessen Istwert verwendet.The decisive characteristic of a fourth embodiment of the invention presented here is shown in FIG. 10. The setpoint i _δ output by the guide system ( 7 ) _{is intended} for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and a signal i _δ _is for its actual value the associated inputs of a delta current controller ( 17 ) supplied. This delta current controller outputs a variable u _w _{, corr} at its output. Now the sum of the output variable u _δ _{, corr of} the delta current controller ( 17 ) and the signal u _δ ₀ for the delta voltage required in the steady-state condition is formed and as the setpoint u _δ _, the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) used in the present invention. Correspondingly, the setpoint i _R output by the guide system ( 7 ) _{, intended} for the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) and a signal i _R _{, is} supplied to the associated inputs of a theta current regulator ( 18 ) for the actual value thereof. This theta current controller outputs a value u _R _{, corr} at its output. Now the sum of the output variable u _R _{, corr of} the theta current regulator ( 17 ) and the signal u _R ₀ for the theta voltage required in the steady state is formed and as a setpoint u _R _, for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) used in the present invention. As a signal i _{_δ,} _δ _is the asynchronous machine (14) in the at issue from formation of the present invention, the delta current i _δ of the induction machine (14) is used even for the actual value of the delta stream i. Likewise, in the embodiment of the present invention in question, the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) itself is used as the signal i _R _{and is used} for its actual value.

Die Sollwerte u_δ _,soll und u_R _,soll für die Delta- und die Theta spannung der Asynchronmaschine (14) werden nun den zugehörigen Eingängen eines Sollwert-Koordinatenwandlers (19) zugeführt. Der Bezugswinkel ϕ wird wiederum vom Führungssystem (7) ausge geben und dem zugehörigen Eingang dieses Sollwert-Koordinaten wandlers (19) zugeführt. Dieser Sollwert-Koordinatenwandler (19) gibt an seinen Ausgängen zwei, den Sollwert des Stator spannungsraumzeigers der Asynchronmaschine (14) eindeutig kenn zeichnende Größen u_1,soll und u_2,soll aus. Diese werden den Sollwerteingängen eines leistungselektronischen Stellglieds (20) mit zugehöriger Steuereinrichtung (21) zugeführt, welches an seinen Ausgangsklemmen einen Spannungsraumzeiger mit den Komponenten u₁ und u₂ ausgibt. Die Ausgangsklemmen des lei stungselektronischen Stellglieds (20) sind mit den zugehörigen Statorklemmen der Asynchronmaschine (14) verbunden.The setpoints u _δ _{, set} and u _R _{, set} for the delta and theta voltage of the asynchronous machine ( 14 ) are now fed to the associated inputs of a setpoint coordinate converter ( 19 ). The reference angle ϕ is in turn given by the guide system ( 7 ) and the associated input of this setpoint coordinate converter ( 19 ) supplied. This setpoint coordinate converter ( 19 ) outputs at its outputs two quantities u _1, setpoint and u _{2, set} out which clearly identify the set point of the stator voltage space vector of the asynchronous machine ( 14 ). These are fed to the setpoint inputs of a power electronic actuator ( 20 ) with associated control device ( 21 ), which outputs a voltage space vector with components u ₁ and u ₂ at its output terminals. The output terminals of the power electronic actuator ( 20 ) are connected to the associated stator terminals of the asynchronous machine ( 14 ).

In einem Ausführungsbeispiel hierzu ist wiederum als frei wähl bare aber feststehende Achse des statororientierten Koordina tensystems die Achse R gewählt. Die Achsen δ und R bilden wie derum ein orthogonales Koordinatensystem. In dem in Rede ste henden Ausführungsbeispiel ist der Sollwert-Koordinatenwandler (19) so ausgeführt, daß er die Sollwerte u_RS,soll und u_ST,soll für die Statorspannungen u_RS und u_ST der Asynchronmaschine (14) ausgibt. Diese Sollwerte werden im Sollwert-Koordinatenwandler in dem in Rede stehenden Ausführungsbeispiel nach den folgenden Gleichungen gebildet:In one embodiment, the axis R is again chosen as a freely selectable but fixed axis of the stator-oriented coordinate system. The axes δ and R form an orthogonal coordinate system. In the embodiment in question, the setpoint coordinate converter ( 19 ) is designed such that it outputs the setpoints u _{RS, should} and u _ST, for the stator voltages u _RS and u _{ST of} the asynchronous machine ( 14 ). These setpoints are formed in the setpoint coordinate converter in the exemplary embodiment in question according to the following equations:

Durch eine kleine Veränderung entsteht aus der soeben beschrie benen, vierten Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfin dung deren fünfte Ausbildungsform. Dabei muß zunächst sicherge stellt sein, daß die Größen u_δ _,b sowie u_R _,b, wie in der zwei ten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, un ter Zuhilfenahme der beiden Integrierer mit den Integrations zeitkonstanten T_δ (12) und T_R (13) gebildet werden. In der in Rede stehenden, fünften Ausbildungsform wird nun dem Delta stromregler (17) anstelle des Deltastroms i_δ der Asynchron maschine (14) die Ausgangsgröße i_δ _,b des ersten Integrierers mit der Integrationszeitkonstante L_σ (8) als Signal i_δ,_ist für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) zugeführt. In ent sprechender Weise wird dem Thetastromregler (18) anstelle des Thetastroms i_R der Asynchronmaschine (14) die Ausgangsgröße i_R _,b des weiteren Integrierers mit der Integrationszeitkon stante L_σ (10) als Signal i_R _,ist für den Thetastrom i_R der Asynchronmaschine (14) zugeführt.With a small change, the fourth form of training of the invention just described results in the fifth form of training. It must first be ensured that the quantities u _δ _{, b} and u _R _{, b} , as described in the second embodiment of the present invention, with the aid of the two integrators with the integration time constants T _δ ( 12 ) and T _R ( 13 ) can be formed. The box in question, the fifth embodiment of the delta current controller (17) is now instead of the delta current i _δ of the asynchronous machine (14) _δ the output _{i, b} of the first integrator with the integration time constant L _σ (8) _δ as a signal i, _is for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ). In a corresponding manner, the theta current controller ( 18 ) instead of the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ), the output variable i _R _{, b of} the further integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ) as the signal i _R _{, is} the theta current i _R Asynchronous machine ( 14 ) supplied.

In einem ersten Ausführungsbeispiel zur vierten und fünften Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung, dessen wesentliche Merkmale in Fig. 11 dargestellt werden, sind der Deltastrom regler (17) sowie der Thetastromregler (18) jeweils als Pro portionalregler ausgeführt. Hierbei wird im Deltastromregler (17) zunächst die Differenz i_δ _,soll-i_δ _,ist zwischen dessen beiden Eingangsgrößen gebildet. Diese Differenz wird nun dem Eingang eines Proportionalverstärkers mit dem Verstärkungs faktor Ki_δ (22) zugeführt. Dessen mit u_δ _,korr,P bezeichnete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Deltastromreglers (17) als Größe u_δ _,korr ausgegeben. In entsprechender Weise wird im The tastromregler (18) zunächst die Differenz i_R _,soll-i_R _,ist zwi schen dessen beiden Eingangsgrößen gebildet. Diese Differenz wird dem Eingang eines Proportionalverstärkers mit dem Verstär kungsfaktor Ki_R (23) zugeführt. Dessen mit u_R _,korr,P bezeich nete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Thetastromreglers (18) als Größe u_R _,korr ausgegeben.In a first embodiment of the fourth and fifth embodiment of the present invention, the essential features of which are shown in FIG. 11, the delta current controller ( 17 ) and the theta current controller ( 18 ) are each designed as proportional controllers. The difference i _δ _, target -i _δ _{, is} formed in the delta current controller ( 17 ) between its two input variables. This difference is now fed to the input of a proportional amplifier with the gain factor Ki _δ ( 22 ). Its output variable, designated u _δ _{, corr, P,} is output at the output of the delta current controller ( 17 ) as a variable u _δ _{, corr} . In a corresponding manner, the difference i _R _, target -i _R _{, is formed} between the two input variables in the tast current regulator ( 18 ). This difference is fed to the input of a proportional amplifier with the amplification factor Ki _R ( 23 ). Whose output variable, denoted by u _R _{, corr, P} , is output at the output of the theta current regulator ( 18 ) as variable u _R _{, corr} .

In einem zweiten Ausführungsbeispiel hierzu, dessen wesentliche Merkmale in Fig. 12 dargestellt werden, sind der Deltastrom regler (17) sowie der Thetastromregler (18) jeweils als PI-Reg ler ausgeführt. Hierbei wird im Deltastromregler (17) zunächst die Differenz i_δ _,soll-i_δ _,ist zwischen dessen beiden Eingangs größen gebildet. Diese Differenz wird nun dem Eingang eines PI-Verstärkers mit dem Proportionalverstärkungsfaktor Ki_δ* und der Integrationszeitkonstante Ti_δ (24) zugeführt. Dessen mit u_δ _,korr,PI bezeichnete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Delta stromreglers (17) als Größe u_δ _,korr ausgegeben. In entsprechen der Weise wird im Thetastromregler (18) zunächst die Differenz i_R _,soll-i_R _,ist zwischen dessen beiden Eingangsgrößen gebil det. Diese Differenz wird dem Eingang eines PI-Verstärkers mit dem Proportionalverstärkungsfaktor Ki_R* und der Integrations zeitkonstante Ti_R (25) zugeführt. Dessen mit u_R _,korr,PI be zeichnete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Thetastromreglers (18) als Größe u_R _,korr ausgegeben.In a second exemplary embodiment, the essential features of which are shown in FIG. 12, the delta current regulator ( 17 ) and the theta current regulator ( 18 ) are each designed as PI regulators. Here, the difference i _δ _, target -i _δ _{, is} formed in the delta current controller ( 17 ) between its two input variables. This difference is now fed to the input of a PI amplifier with the proportional gain factor Ki _δ * and the integration time constant Ti _δ ( 24 ). Its output variable, designated u _δ _{, corr, PI,} is output at the output of the delta current controller ( 17 ) as a variable u _δ _{, corr} . Correspondingly, the difference i _R _, target -i _R _{, is formed} between the two input variables thereof in the theta current regulator ( 18 ). This difference is fed to the input of a PI amplifier with the proportional gain factor Ki _R * and the integration time constant Ti _R ( 25 ). Whose output variable designated u _R _{, corr, PI} is output at the output of the theta current regulator ( 18 ) as variable u _R _{, corr} .

In einem dritten Ausführungsbeispiel hierzu, dessen wesentliche Merkmale in Fig. 13 dargestellt werden, sind der Deltastrom regler (17) sowie der Thetastromregler (18) jeweils als By pass-I-Regler ausgeführt. Auch hierbei wird im Deltastromregler (17) zunächst die Differenz i_δ _,soll-i_δ _,ist zwischen dessen beiden Eingangsgrößen gebildet. Diese Differenz wird nun dem Eingang eines Integrierers mit der Integrationszeitkonstante Ti_δ _,BI (26) zugeführt. Die mit i_w _,korr bezeichnete Ausgangsgröße dieses Integrierers (26) und der Sollwert i_δ _,soll für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) werden an schließend addiert. Auf diese Weise entsteht der sogenannte modifizierte Deltastromsollwert i_δ _,soll*=i_δ _,soll+i_δ _,korr. Nun wird die Differenz i_δ _,soll*-Ci1_δ·i_δ _,ist zwischen dem modifizierten Deltastromsollwert i_δ _,soll* und dem mit dem Fak tor Ci1_δ gewichteten Signal i_δ _,ist für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) gebildet und dem Eingang eines Propor tionalverstärkers mit dem Verstärkungsfaktor Ci_δ (27) zuge führt. Dessen mit u_δ _,korr,BY bezeichnete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Deltastromreglers (17) als Größe u_δ _,korr ausgege ben. In entsprechender Weise wird im Thetastromregler (18) zunächst die Differenz i_R _,soll-i_R _,ist zwischen dessen beiden Eingangsgrößen gebildet. Diese Differenz wird nun dem Eingang eines Integrierers mit der Integrationszeitkonstante Ti_R _,BI (28) zugeführt. Die mit i_R _,korr bezeichnete Ausgangsgröße die ses Integrierers (28) und der Sollwert i_R _,soll für den Theta strom i_R der Asynchronmaschine (14) werden anschließend ad diert. Auf diese Weise entsteht der sogenannte modifizierte Thetastromsollwert i_R _,soll*=i_R _,soll+i_R _,korr. Nun wird die Differenz i_R _,soll*-Ci1_R·i_R _,ist zwischen dem modifizierten Thetastromsollwert i_R _,soll* und dem mit dem Faktor Ci1_R gewich teten Signal i_R _,ist für den Thetastrom i_R der Asynchronmaschine (14) gebildet und dem Eingang eines Proportionalverstärkers mit dem Verstärkungsfaktor Ci_R (29) zugeführt. Dessen mit u_R _,korr,BY bezeichnete Ausgangsgröße wird am Ausgang des Theta stromreglers (18) als Größe u_R _,korr ausgegeben.In a third exemplary embodiment, the essential features of which are shown in FIG. 13, the delta current regulator ( 17 ) and the theta current regulator ( 18 ) are each designed as by-pass I regulators. Here too, the difference i _δ _, target -i _δ _{, is} formed in the delta current controller ( 17 ) between its two input variables. This difference is now fed to the input of an integrator with the integration time constant Ti _δ _{, BI} ( 26 ). The output variable designated i _w _{, corr of} this integrator ( 26 ) and the setpoint i _δ _, for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) are then added. In this way, the so-called modified delta current setpoint i _δ _{, set} * = i _δ _{, set} + i _δ _{, corr} . Now, the difference _δ _{i, soll} * -Ci1 _δ · i _δ _is _δ i between the modified Delta current target _{value, to} * and the gate with the Fak Ci1 _δ weighted signal _δ _{i, is} for the delta current i _δ of the induction machine (14) formed and the input of a proportional amplifier with the gain factor Ci _δ ( 27 ) leads. Whose output variable designated u _δ _{, corr, BY} is output at the output of the delta current controller ( 17 ) as variable u _δ _{, corr} . Correspondingly, the difference i _R _, target -i _R _{, is} formed in the theta current regulator ( 18 ) between its two input variables. This difference is now fed to the input of an integrator with the integration time constant Ti _R _{, BI} ( 28 ). The output variable designated i _R _{, corr of} this integrator ( 28 ) and the setpoint i _R _, for the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) are then added. In this way, the so-called modified theta current setpoint i _R _{, set} * = i _R _{, set} + i _R _{, corr} . Now, the difference i _{_R,} is _intended -Ci1 * _R · i _{_R,} between the modified Thetastromsollwert _R _i, * and the _intended weighting- ended by the factor Ci1 signal _R i _{_R, is} for the Thetastrom i _R of the asynchronous machine (14) formed and fed to the input of a proportional amplifier with the gain factor Ci _R ( 29 ). The output variable designated as u _R _{, corr, BY} is output at the output of the theta current controller ( 18 ) as variable u _R _{, corr} .

In einer sechsten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung wird dem Eingang des ersten Integrierers mit der Integrations zeitkonstante L_σ (8) nicht, wie in den bisher beschriebenen Ausbildungsformen, die Differenz u_δ-u_δ _,b zwischen der Delta spannung u_δ der Asynchronmaschine (14) und der Größe u_δ _,b, sondern die Differenz u_δ _,nb-u_w _,b zwischen einer Größe u_δ _,nb und der Größe u_δ _,b zugeführt. Ebenso wird in der in Rede ste henden, sechsten Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfin dung dem Eingang des weiteren Integrierers mit der Integra tionszeitkonstante L_σ (10) nicht, wie in den bisher beschrie benen Ausbildungsformen, die Differenz u_R-u_R _,b zwischen der Thetaspannung u_R der Asynchronmaschine (14) und der Größe u_R _,b, sondern die Differenz u_R _,nb-u_R _,b zwischen einer Größe u_R _,nb und der Größe u_R _,b zugeführt. Dabei handelt es sich bei der Größe u_δ _,nb um ein prinzipbedingt zumindest dynamisch feh lerbehaftetes Signal für die Deltaspannung u_δ der Asynchron maschine (14). Dementsprechend handelt es sich auch bei der Größe u_R _,nb um ein prinzipbedingt zumindest dynamisch fehler behaftetes Signal für die Thetaspannung u_R der Asynchron maschine (14).In a sixth embodiment of the present invention, the input u of the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) is not, as in the embodiments described so far, the difference u _δ -u _δ _{, b} between the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and the size u _δ _{, b} , but the difference u _δ _{, nb} -u _w _{, b} between a size u _δ _{, nb} and the size u _δ _{, b} . Likewise, in the sixth training form in question of the invention presented here, the input of the further integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ) does not, as in the training forms described so far, the difference u _R -u _R _{, b} between the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) and the size u _R _{, b} , but the difference u _R _{, nb} -u _R _{, b} between a size u _R _{, nb} and the size u _R _{, b} fed. The size u _δ _{, nb} is a signal that is at least dynamically defective due to the principle for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ). Accordingly, the size u _R _{, nb} is a signal which is at least dynamically error-prone for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ).

Ein erstes Ausführungsbeispiel hierzu ist im folgenden geschil dert. In diesem Ausführungsbeispiel ist als leistungselektro nisches Stellglied (20) mit Steuereinrichtung (21) ein drei phasiger, pulsweitenmodulierter Umrichter eingesetzt. Aus den Sollwerten u_δ _,soll für die Deltaspannung u_δ der Asynchron maschine (14) sowie u_R _,soll für die Thetaspannung u_R der Asyn chronmaschine (14) sowie dem Referenzsignal für die Pulsweiten modulation [3] werden nun die Signale u_δ _,nb für die Deltaspan nung u_δ der Asynchronmaschine (14) sowie u_R _,nb für die Theta spannung u_R der Asynchronmaschine (14) gebildet. Auf diese Wei se kann bei dem soeben geschilderten Ausführungsbeispiel der Aufwand für eine Erfassung der Statorspannungen der Asynchron maschine (14) und deren anschließende Transformation in das Bezugskoordinatensystem eingespart werden. A first embodiment of this is described in the following. In this exemplary embodiment, a three-phase, pulse-width-modulated converter is used as the power electronic actuator ( 20 ) with the control device ( 21 ). From the setpoints u _δ _, for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and u _R _, for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) and the reference signal for the pulse width modulation [3], the signals u _δ are now _{, nb} for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and u _R _{, nb} for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ). In this way, the effort for detecting the stator voltages of the asynchronous machine ( 14 ) and its subsequent transformation into the reference coordinate system can be saved in the exemplary embodiment just described.

Einen Sonderfall der sechsten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung stellt das im folgenden beschriebene, zweite Aus führungsbeispiel dar. Hierbei wird der Sollwert u_δ _,soll für die Deltaspannung u_δ der Asynchronmaschine direkt als Größe u_δ _,nb verwendet und es wird der Sollwert u_R _,soll für die Thetaspan nung u_R der Asynchronmaschine direkt als Größe u_R _,nb verwendet.A special case of the sixth embodiment of the present invention is the second exemplary embodiment described below. Here, the setpoint u _δ _{, is used} for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine directly as a quantity u _δ _{, nb} and the setpoint u _R _{, is to be used} directly for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine as the quantity u _R _{, nb} .

Bei der siebten Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfin dung besteht die Einschränkung, daß es sich bei dem Bezugs koordinatensystem um ein orthogonales Koordinatensystem handeln muß. In dieser, siebten Ausbildungsform, deren maßgebliches Kennzeichen in Fig. 14 dargestellt ist, werden sowohl das Signal u_δ ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Deltaspannung u_δ der Asynchronmaschine (14) als auch das Signal u_R ₀ für die im elektrisch eingeschwungenen Zustand benötigte Thetaspannung u_R der Asynchronmaschine (14) den zuge hörigen Eingängen des Führungssystems (7) zugeführt. Des weite ren werden in diesem Führungssystem (7) folgende vier Größen gebildet:In the seventh form of training of the invention presented here, there is the restriction that the reference coordinate system must be an orthogonal coordinate system. In this seventh embodiment, the relevant characteristic of which is shown in FIG. 14, both the signal u _δ ₀ for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) required in the electrically steady state and the signal u _R ₀ for those in the electrically steady state Condition required theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) to the associated inputs of the guide system ( 7 ). Furthermore, the following four sizes are formed in this guide system ( 7 ):

- A variable u δ , R0 , which is a measure of the delta voltage u δ , R, stat = R S · i δ which drops in the electrically curved state at the ohmic stator resistance R S of the asynchronous machine ( 14 ).
- A variable u R , R0 , which is a measure of the theta voltage u R , R, stat = R S · i R which drops in the electrically curved state at the ohmic stator resistance R S of the asynchronous machine ( 14 ).
- A variable u δ , L σ 0 , which is a measure of the delta voltage u δ , L σ , stat = -L s · ω S · i R that drops at the subtransient inductance L σ of the asynchronous machine ( 14 ) in the electrically steady state .
- A variable u R , L σ 0 , which is a measure of the theta voltage u R , L σ , stat = L σ · ω S · i δ that drops at the subtransient inductance L σ of the asynchronous machine ( 14 ) in the electrically steady state.

Nun werden im Führungssystem (7) eine Größe ui_δ gemäß der Gleichung ui_δ=u_δ ₀-u_δ _,R0-u_δ _,L _σ ₀ sowie eine Größe ui_R gemäß der Gleichung ui_R=u_R ₀-u_R _,R0-u_R _,L _σ ₀ gebildet. Die Größe ui_δ wird im folgenden als induzierte Deltaspannung ui_δ der Asynchronmaschine (14), die Größe ui_R als induzierte Theta spannung ui_R der Asynchronmaschine (14) bezeichnet. Diese Grö ßen ui_δ und ui_R werden nun im Führungssystem (7) zur Stützung des in demselben stets vorhandenen Flußmodells [1] der Asyn chronmaschine (14) herangezogen.Now, in the guide system (7) has a size according to the equation _δ ui ui u _δ = _δ ₀ _δ _-u, -u _R0 _{_δ,} _σ _L ₀ and a size ui ui _R according to the equation _R = _R u ₀ -u _{_R, R0} -u _R _{, L} _σ ₀ formed. The size ui _δ is referred to below as the induced delta voltage ui _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ), the size ui _R as the induced theta voltage ui _{R of} the asynchronous machine ( 14 ). These variables ui _δ and ui _R are now used in the guide system ( 7 ) to support the flow model [1] of the asynchronous machine ( 14 ) which is always present in the same.

Ein Ausführungsbeispiel zu der soeben beschriebenen, siebten Ausbildungsform ist im folgenden geschildert. Hierbei werden im Führungssystem (7) die Größen u_δ _,R₀, u_R _,R₀, u_δ _·L _s₀ sowie u_R _,L _σ₀, gemäß den folgenden Gleichungen gebildet:An exemplary embodiment of the seventh form of training just described is described below. The variables u _δ _{, R} ₀, u _R _{, R} ₀, u _δ _{· L} _s ₀ and u _R _{, L} _σ ₀ are formed in the guide system ( 7 ) according to the following equations:

- u δ , R0 = R S · i w , should ,
- u R , R0 = R S · i R , should ,
- u δ , L s 0 = -L σ · ω · i R , should and
- u R , L σ 0 = L σ · ω · i w , should .

Die besonderen Merkmale der achten Ausbildungsform der vorlie genden Erfindung zeigt Fig. 15. In dieser Ausbildungsform wird das vom Führungssystem (7) angenommene feldorientierte Koordi natensystem als Bezugskoordinatensystem verwendet. Der Sollwert i_δ _,soll für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) wird im Führungssystem (7) zunächst dem Eingang eines Verzögerungs glieds erster Ordnung mit dem Proportionalverstärkungsfaktor 1 und der Verzögerungszeitkonstante T_R _δ _,FS (30) zugeführt. Dabei handelt es sich bei der Größe T_R _δ _,FS um die vom Führungssystem (7) momentan angenommene, in Richtung der Achse δ des Bezugsko ordinatensystems wirksame Rotorzeitkonstante der Asynchron maschine (14). Die Größe T_R _δ _,FS ist also zeitlich variabel. Die Ausgangsgröße i_m,FS dieses Verzögerungsgliedes 1. Ordnung (30) wird im folgenden als der vom Führungssystem (7) zunächst ange nommene Magnetisierungsstrom i_m,FS der Asynchronmaschine (14) bezeichnet. Nun wird eine Größe ω_R,FS gemäß der Gleichung Fig. 15 shows the special features of the eighth embodiment of the present invention . In this embodiment, the field-oriented coordinate system adopted by the management system ( 7 ) is used as the reference coordinate system. The setpoint i _δ _{, should} for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) in the control system ( 7 ) is first fed to the input of a delay element of the first order with the proportional gain factor 1 and the delay time constant T _R _δ _{, FS} ( 30 ). The size T _R _δ _{, FS} is the rotor time constant of the asynchronous machine ( 14 ) which is currently assumed by the guide system ( 7 ) and is effective in the direction δ of the reference coordinate system. The size T _R _δ _{, FS} is therefore variable over time. The output variable i _{m, FS of} this 1st order delay element ( 30 ) is referred to below as the magnetization current i _{m, FS of} the asynchronous machine ( 14 ) initially assumed by the guide system ( 7 ). Now a quantity ω _{R, FS} according to the equation

gebildet. Bei dieser Größe handelt es sich um die vom Führungs system (7) zunächst angenommene Winkelgeschwindigkeit des Ro torflußraumzeigers der Asynchronmaschine (14) gegenüber einem rotororientierten Koordinatensystem, wobei mit T_R _R _,FS die vom Führungssystem (7) angenommene, in Richtung der Achse R des Be zugskoordinatensystems wirksame Rotorzeitkonstante bezeichnet wird. Des weiteren wird nun die Differenz ω_R = ω_R,FS-ω_R,korr zwischen der Größe ω_R,FS und einer Größe ω_R,korr gebildet. educated. This size is the angular velocity of the rotor flow space pointer of the asynchronous machine ( 14 ) initially assumed by the guide system ( 7 ) compared to a rotor-oriented coordinate system, with T _R _R _{, FS} the one adopted by the guide system ( 7 ), in the direction of the axis R. effective rotor time constant of the reference coordinate system. Furthermore, the difference ω _R = ω _{R, FS} -ω _{R, corr is formed} between the quantity ω _{R, FS} and a quantity ω _{R, corr} .

Diese Größe ω_R findet als Winkelgeschwindigkeit des Rotorfluß raumzeigers der Asynchronmaschine (14) gegenüber einem rotor orientierten Koordinatensystem im Führungssystem (7) weitere Verwendung. Die Bildung der Größe ω_R,korr erfolgt in Abhängig keit von einer Boole′schen Variable Krit_l, welche im folgenden als Stützkriterium Krit_ω für den Bezugswinkel ϕ bezeichnet wird. Weist dieses Stützkriterium Krit_ω den Wert logisch 1 auf, so erfolgt die Bildung von ω_R,korr gemäß der GleichungThis variable ω _R is used as the angular velocity of the rotor flux space vector of the asynchronous machine ( 14 ) compared to a rotor-oriented coordinate system in the guide system ( 7 ). The formation of the quantity ω _{R, corr} occurs depending on a Boolean variable Crit ₁ , which is referred to below as the supporting criterion Crit _ω for the reference angle ϕ. If this support criterion Crit _{ω has} the value logic 1, then ω _{R, corr is formed} according to the equation

Ist hingegen Krit_ω gleich 0, so weist die Größe ω_R,korr den konstanten Wert 0 auf.If, on the other hand, Krit _ω is 0, the quantity ω _{R, corr has} the constant value 0.

Die maßgeblichen Kennzeichen der neunten Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfindung zeigt Fig. 16. In dieser Aus bildungsform wird im Führungssystem (7) von einem Magnetisie rungszustandsnachbildner (31) und von einem Magnetisierungs zustandsregler (32) Gebrauch gemacht. Der Magnetisierungszu standsnachbildner gibt an seinem Ausgang eine Größe Ψ_n aus, welche den vom Führungssystem (7) angenommenen Magnetisierungs zustand der Asynchronmaschine (14) kennzeichnet, aus. Diese Größe Ψ_n sowie eine Größe Ψ_soll, welche den Sollwert des Ma gnetisierungszustands der Asynchronmaschine (14) kennzeichnet werden den zugehörigen Eingängen des Magnetisierungszustands reglers (32) zugeführt. Dieser gibt an seinem Ausgang den Soll wert i_δ _,soll für den Deltastrom der Asynchronmaschine (14) aus. Die Funktionsweise des Magnetisierungszustandsnachbildners (31) unterscheidet sich in Abhängigkeit von einer Boole′schen Variable Krit_m. Diese wird im folgenden als Stützkriterium Krit_m für den Magnetisierungszustand der Asynchronmaschine (14) bezeichnet. Weist dieses Stützkriterium Krit_m den Wert logisch eins auf, so werden dem Magnetisierungszustandsnachbildner (31) an seinen zugehörigen Eingängen eine Größe u_i sowie die Größe ω_S zugeführt und die Bildung von dessen Ausgangsgröße Ψ_n er folgt gemäß der GleichungThe decisive characteristics of the ninth embodiment of the invention presented here are shown in FIG. 16. In this embodiment, use is made of a magnetization state emulator ( 31 ) and a magnetization state controller ( 32 ) in the guide system ( 7 ). The magnetization state simulator outputs a variable gibt _n at its output, which characterizes the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) assumed by the guidance system ( 7 ). This size Ψ _n and Ψ size _to which are gnetisierungszustands denotes the target value of the Ma of the asynchronous machine (14) fed to the corresponding inputs of the magnetization state regulator (32). At its output, this outputs the target value i _δ _, target for the delta current of the asynchronous machine ( 14 ). The functioning of the magnetization state emulator ( 31 ) differs depending on a Boolean variable Crit _m . This is referred to below as the supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ). If this support criterion Crit _{m has} the value logically one, the magnetization state emulator ( 31 ) is supplied with a quantity u _i and the quantity ω _S at its associated inputs and the formation of its output quantity Ψ _n follows according to the equation

Dabei gehorcht die Größe u_i der Beziehung:The size u _i obeys the relationship:

Weist das Stützkriterium Krit_m hingegen den Wert 0 auf, so wird dem Magnetisierungszustandsnachbildner (31) an seinem zugehö rigen Eingang der Sollwert i_w _,soll für den Deltastrom i_δ der Asynchronmaschine (14) zugeführt und die Bildung der Ausgangs größe Ψ_n des Magnetisierungszustandsnachbildners erfolgt in demselben lediglich aufgrund des im Führungssystem (7) vorhan denen Flußmodells der Asynchronmaschine (14) aus dem zeitlichen Verlauf des Sollwerts i_δ _,soll für den Deltastrom i_w der Asyn chronmaschine (14).On the other hand, if the supporting criterion Crit _{m has} the value 0, the magnetization state replica ( 31 ) is supplied with the setpoint i _w at its associated input _{, should be} supplied to the asynchronous machine ( 14 ) for the delta current i _δ and the formation of the output variable Ψ _{n of} the magnetization state replica is carried out in the same EXISTING which flux model of the asynchronous machine (14) _δ only because of the guide system (7) from the time profile of the desired value _{i, soll} for the delta current i _w of the Asyn chronmaschine (14).

In einem ersten Ausführungsbeispiel hierzu wird als Größe u_i die induzierte Thetaspannung ui_R der Asynchronmaschine (14) verwendet.In a first exemplary embodiment, the induced theta voltage ui _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) is used as the variable u _i .

Ein zweites Ausführungsbeispiel zu der neunten Ausbildungsform der hiermit vorgelegten Erfindung entsteht aus der ersten, wenn im Falle Krit_m = 1 dem Magnetisierungszustandsnachbildner (31) anstelle der induzierten Thetaspannung ui_R die sogenannte indu zierte Hauptfeldspannung ui_h der Asynchronmaschine (14) als Größe u_i zugeführt wird. Diese induzierte Hauptfeldspannung ui_h der Asynchronmaschine (14) ergibt sich aus deren induzierter Delta- und Thetaspannung ui_δ sowie ui_R gemäß der GleichungA second exemplary embodiment of the ninth embodiment of the invention presented here arises from the first if, in the case of crit _m = 1, the magnetization state replica ( 31 ) instead of the induced theta voltage ui _R, the so-called induced main field voltage ui _{h of} the asynchronous machine ( 14 ) as a variable u _i is fed. This induced main field voltage ui _{h of} the asynchronous machine ( 14 ) results from its induced delta and theta voltage ui _δ and ui _R according to the equation

In der zehnten und letzten Ausbildungsform der hiermit vor gelegten Erfindung sind schließlich die in den vorhergehenden Ausbildungsformen sowie den zugehörigen Ausführungsbeispielen beschriebenen Funktionen des ersten Integrierers mit der Integrationszeitkonstante L_σ (8), des zweiten Integrierers mit der Integrationszeitkonstante L_σ (10), des Proportionalver stärkers mit dem Verstärkungsfaktor G_δ (9), des Proportional verstärkers mit dem Verstärkungsfaktor G_R (11), des Integrie rers mit der Integrationszeitkonstante T_δ (12), des Integrie rers mit der Integrationszeitkonstante T_R (13), des ersten Koordinatenwandlers (15), des zweiten Koordinatenwandlers (16), des Deltastromreglers (17), des Thetastromreglers (18), des Sollwert-Koordinatenwandlers (19), des leistungselektronischen Stellglieds (20) mit zugehöriger Steuereinrichtung (21) und des Führungssystems (7) gerätetechnisch ganz oder teilweise zusam mengefaßt.Finally, in the tenth and last embodiment of the present invention, the functions of the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ), of the second integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ), of the proportional ver, described in the previous embodiments and the associated exemplary embodiments amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ), the proportional amplifier with the gain factor G _R ( 11 ), the integrator with the integration time constant T _δ ( 12 ), the integrator with the integration time constant T _R ( 13 ), the first coordinate converter ( 15 ), the second coordinate converter ( 16 ), the delta current controller ( 17 ), the theta current controller ( 18 ), the setpoint coordinate converter ( 19 ), the power electronic actuator ( 20 ) with associated control device ( 21 ) and the guide system ( 7 ) in terms of device technology or partially summarized.

Literaturliterature

[1] Blaschke, F.: Das Verfahren der Feldorientierung zur Regelung der Asynchronmaschine. Siemens Forschungs- und Entwicklungsbericht Bd. 1 (1972), S. 184-193
[2] Boehringer, A.; Brugger, F.: Transformatorlose Transistor-Pulsum richter mit Ausgangsleistungen bis 50 kVA. Elektrotechnik und Maschinen bau, 1979, H. 12, S. 538-545
[3] Leonhard, W.: Control of electrical drives. Springer, Berlin 1985
[4] Hügel, H.; Schwesig, G.: Neues Stromregelverfahren für Dreh strom-Asynchronmotoren. Antriebstechnik Bd. 30 (1991), H. 12, S. 36-42
[5] Boehringer, A.: Der Anlauf von Stromrichtermotoren mit Gleichstromzwischenkreis. Dissertation, Universität Stuttgart, 1965
[6] Zimmermann, W.: Dynamisch hochwertige Führung umrich tergespeister Asynchronmaschinen mit nahezu rein sinusförmigen Spannungen. Dissertation, Universität Stuttgart, 1987Blaschke, F .: The method of field orientation for controlling the asynchronous machine. Siemens Research and Development Report Vol. 1 (1972), pp. 184-193
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[4] Hügel, H .; Schwesig, G .: New current control method for three-phase asynchronous motors. Drive Technology Vol. 30 (1991), H. 12, pp. 36-42
[5] Boehringer, A .: The start-up of converter motors with a DC link. Dissertation, University of Stuttgart, 1965
[6] Zimmermann, W .: Dynamic high-quality guidance of converter-fed asynchronous machines with almost purely sinusoidal voltages. Dissertation, University of Stuttgart, 1987

Claims

1. Method and device for field-oriented control of asynchronous machines with dynamic high-quality detection of their stator voltages required in the steady state, characterized in that
that in the device according to the invention, a guide system ( 7 ), which makes use of the principle of field orientation and which has the setpoint i _δ at its outputs _{, is intended} for the axis 1 relative to the stator-oriented coordinate system, in the direction of a, hereinafter referred to as axis δ the angular velocity ω, which is referred to below as the reference angular velocity ω, rotating coordinate system, which is referred to below as the reference coordinate system, pointing component i _{δ of} the stator current space vector, which is hereinafter referred to as the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ), and the setpoint i _δ _{, is intended} for the in the direction of a, hereinafter referred to as axis R, axis of the reference coordinate system pointing component i _{R of} the stator current space, which in the following is called theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ), outputs, is used and characterized,
that either a mathematical relationship between the angular velocity ω _S , with which the rotor flux space pointer of the asynchronous machine ( 14 ) assumed by the guide system ( 7 ) rotates relative to a stator-oriented coordinate system and which is referred to below as the instantaneous stator angular frequency ω _S , and the reference angular velocity ω exists
or there is a mathematical relationship between the rotor speed n of the asynchronous machine ( 14 ) and the reference angle speed ω
or both a mathematical relationship between the current stator angular frequency ω _S and the reference angular velocity ω and a mathematical relationship between the rotor speed n and the reference angular velocity ω exist and are characterized in that
that the difference u _δ -u _δ _{, b} between the component u _{δ of} the stator voltage space vector pointing in the direction of the axis δ of the reference coordinate system, which is referred to as delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) below, and a variable u _δ to be identified below _{, b is} formed and fed to the input of a first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ), which represents the control-technical simulation of the subtransient inductance L _{σ of} the asynchronous machine ( 14 ) and which outputs the quantity i _δ _{, b} at its output and characterized,
that the difference i _δ _{, b} -i _δ between the output quantity i _δ _{, b of} the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) and the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) forms ge and the input of a proportional amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ) is supplied, which outputs the quantity u _δ _{, bP} at its output and thereby characterizes it,
that this size u _δ _{, bP is used} as a size u _δ _{, b} in the device according to the invention and is thereby characterized,
that the difference u _R -u _R _{, b} between the component u _{R of} the stator voltage space vector pointing in the direction of the axis R of the reference coordinate system, which is hereinafter referred to as the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ), and a variable u _R to be identified below _{, b is} formed and is fed to the input of a further integrator with the integration time constant L _s ( 10 ), which outputs the quantity i _R _{, b} at its output, and is characterized in that
that the difference i _R _{, b} -i _R between the output quantity i _R _{, b of} the further integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ) and the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) is formed and the input of a proportional amplifier with the gain factor G _R ( 11 ) is supplied, which outputs the quantity u _R _{, bP} at its output and is thereby characterized,
that this size u _R _{, bP} as size u _R _{, b is used} in the device according to the invention and is characterized thereby,
that the quantity u _δ _{, b} as the signal u _δ _{0 is used} in the device according to the invention for the delta voltage of the asynchronous machine ( 14 ) _, referred to below as u _δ _{, stat} , and is characterized in that
that the quantity u _R _{, b} as the signal u _R _{0 is used} in the device according to the invention for the theta voltage of the asynchronous machine ( 14 ) _, referred to below as u _R _{, stat} , in the electrically steady state.

2. The method and device according to claim 1, characterized in that
that the difference i _δ _{, b} -i _δ between the output variable i _δ _{, b of} the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) and the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) in addition to the input of an integrator with the integration time constant T _w ( 12 ), which outputs the quantity u _δ _{, bI} at its output, is supplied and characterized thereby,
that the sum u _δ _{, bI} + u _δ _{, bP is formed} from the output variable u _δ _{, bI of} the integrator with the integration time _constant T _δ ( 12 ) and the output variable u _w _{, bP of} the proportional amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ) and instead the output variable u _δ _{, bP of} the proportional amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ) as the variable u _δ _{, b is used} in the device according to the invention and is thereby characterized,
that the difference i _R _{, b} -i _R between the output quantity i _R _{, b of} the further integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ) and the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) additionally the input of an integrator with the integration time constant T _R ( 13 ), which outputs the quantity u _R _{, bI} at its output, is supplied and characterized thereby,
that the sum u _R _{, bI} + u _R _{, bP is formed} from the output variable u _R _{, bI of} the integrator with the integration time _constant T _R ( 13 ) and the output variable u _R _{, bP of} the proportional amplifier with the gain factor G _R ( 11 ) and instead the output variable u _R _{, bP of} the proportional amplifier with the gain factor G _R ( 11 ) as the variable u _R _{, b is used} in the device according to the invention.

3. The method and device according to claim 2, characterized in that
that _δ u in place of the _size, the output _b u _{_δ, bi} of the in tegrierers with the integration time constant T _δ (12) as a signal u _δ ₀ _δ u for the required in the electrically steady state delta _voltage, the asynchronous machine (14) _stat in the inventive Device is used and characterized by
that instead of the variable u _{_R,} the output _b u _{_R, bI} of In tegrierers with the integration time constant T _R (13) as a signal u _R ₀ for the required in the electrically steady state Thetaspannung u _{_R,} of the asynchronous machine (14) _stat in the inventive Facility is used.

4. The method and device according to one of claims 1 to 3, characterized in that
that both the setpoint i _δ output at an output of the guide system ( 7 ) _, for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and a signal i _δ _{, is} for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) the respective associated inputs a so-called delta current controller ( 17 ), which outputs the quantity u _w _{, corr} at its output, is fed and characterized,
that as signal i _δ _, for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ), the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) itself is used in the device according to the invention and is characterized in that
that the sum u _δ _{, corr} + u _w _{0 is formed} from the output variable u _δ _{, corr of} the delta current regulator ( 17 ) and the signal u _δ ₀ for the delta voltage u _δ required in the electrically steady state _{, stat of} the asynchronous machine ( 14 ) and as Setpoint value u _δ _{should be used} for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) in the device according to the invention and is characterized in that
that both the output at an output of the control system ( 7 ) setpoint i _R _, for the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) and a signal i _R _{, is} for the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) the respective associated inputs a so-called theta current regulator ( 18 ), which outputs the quantity u _R _{, corr} at its output, is fed and characterized,
that as signal i _R _, the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ), the theta current i _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) itself is used in the device according to the invention and is characterized in that
that the sum of u _{_R, corr} + u _R ₀ from the output variable u _{_R, corr} of Thetastromreglers (18) and the signal u _R ₀ for the required in the electrically steady state Thetaspannung u _{_R, stat} of the asynchronous machine (14) is formed, and as Setpoint value u _R _{, should be used} for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) in the device according to the invention and is characterized in that
that the two quantities u _δ _{, set} and u _R _, are supplied _to the associated inputs of a setpoint coordinate converter ( 19 ) and are characterized in that
that the reference angle ϕ output by the guide system ( 7 ) outputs the associated input of the setpoint coordinate converter ( 19 ), which outputs at its two outputs two values u _1, setpoint and u _2, setpoint that uniquely characterize the setpoint value of the stator voltage space vector in the stator-oriented coordinate system, is fed and characterized by
that the output variables u _1, and u _{2, of} the setpoint-coordinate converter ( 19 ) the inputs of a power electronic actuator ( 20 ) with associated Steuerein device ( 21 ), which has a sta torsion voltage space vector at its output terminals with the components u ₁ and u ₂ outputs, is fed and is characterized by
that the output terminals of the power electronic actuator ( 20 ) with associated control device ( 21 ) are connected to the associated stator terminals of the asynchronous machine ( 14 ).

5. The method and device according to one of claims 2 or 3 and according to claim 4, characterized in
that instead of the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ), the output quantity i _δ _{, b of} the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) as signal i _δ _{, is} for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) in the device according to the invention Is used and characterized thereby,
that instead of Thetastroms i _R of the asynchronous machine (14), the output i _{_R, b} of the further integrator with integration time constant L _σ (10) as a signal i _{_R, is} for the Thetastrom i _R of the asynchronous machine (14) in the fiction, modern device using finds.

6. The method and device according to one of claims 1 to 5, characterized in that
that the input of the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ) instead of the difference u _w -u _δ _{, b} between the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and the quantity u _δ _{, b} the difference u _δ _{, nb} -u _δ _{, b is} supplied between a quantity u _δ _{, nb} to be described and the quantity u _δ _{, b} and is characterized in that
that the variable u _δ _{, nb} is a signal which is at least dynamically faulty for the delta voltage u _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and is characterized in that
that the input of the further integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ) instead of the difference u _R -u _R _{, b} between the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) and the quantity u _R _{, b} the difference u _R _{, nb} -u _R _{, b is} supplied between a size u _R _{, nb} to be described and the size u _R _{, b} and is characterized in that
that it is the size u _R _{, nb} is a principle at least dynamically error-prone signal for the theta voltage u _{R of} the asynchronous machine ( 14 ).

7. The method and device according to one of claims 1 to 6, characterized in that
that the axes δ and R of the reference coordinate system enclose a right angle, the shorter path from the axis δ to the axis R running in the mathematically positive direction of rotation and characterized in that
that both the signal u _δ ₀ for the delta voltage required in the electrically steady state u _δ _{, stat of} the asynchronous machine ( 14 ) and the signal u _w ₀ for the theta voltage required in the electrically steady state u _R _{, stat of} the asynchronous machine ( 14 ) associated inputs of the guide system ( 7 ) are fed and characterized by
that a quantity u _δ _{, R0} , which is a measure of the delta voltage u _δ _{, R, stat} = R _S · i _δ that drops in the electrically steady state at the ohmic stator resistance of the asynchronous machine ( 14 ), is formed in the guide system ( 7 ), where the size R _S is the ohmic stator resistance of the asynchronous machine ( 14 ), and is characterized by
that a variable u _R _{, R0} , which is a measure of the theta voltage u _R _{, R, stat} = R _S · i _R falling in the electrically steady state at the ohmic stator resistance of the asynchronous machine ( 14 ), is formed in the guide system ( 7 ) and thereby featured,
that in the guide system ( 7 ) a quantity u _δ _{, L} _σ ₀ , which is a measure of the delta voltage u _δ _{, L} _σ _{, stat} = -L _σ in the electrically transient state at the sub-transient inductance L _{σ of} the asynchronous machine ( 14 ) · Ω _S · i _R represents, is formed and characterized,
that in the guide system ( 7 ) a quantity u _R _{, L} _σ ₀ , which is a measure of the theta voltage u _R _{, L} _σ _{, stat} = L _σ · in the electrically transient state at the sub-transient inductance L _{σ of} the asynchronous machine ( 14 ) ω _S · i _δ , is formed and characterized in that
that in the guidance system ( 7 ) a variable ui _δ , which is referred to as the induced delta voltage ui _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ), is formed according to the equation ui _δ = u _δ ₀ -u _w _{, R0} -u _δ _{, L} _σ ₀ and is characterized by
that in the guide system ( 7 ) a quantity ui _R , which is referred to in the following as the induced theta voltage ui _{R of} the asynchronous machine ( 14 ), is formed according to the equationui _R = u _R ₀ -u _R _{, R0} -u _R _{, L} _σ ₀ and characterized by
that the induced delta voltage ui _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and the induced theta voltage ui _{R of} the asynchronous machine ( 14 ) in the guide system ( 7 ) to support the existing flow model of the asynchronous machine ( 14 ) in the guide system ( 7 ).

8. The method and device according to claim 7, characterized in that
that the reference coordinate system is the field-oriented coordinate system adopted by the guide system ( 7 ) and is characterized in that
that in the control system ( 7 ) the setpoint i _δ _, for the del tastrom i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) the input of a delay element of the 1st order with the proportional gain factor 1 and the delay time constant T _R _w _{, FS} ( 30 ), which at its Output the quantity i _{m, FS} outputs, is supplied, with T _R _δ _{, FS,} the rotor time constant which is currently assumed by the guide system ( 7 ) and is effective in the direction of the axis δ of the reference coordinate system, and the output variable i _{m, FS} of the 1st order delay element with the proportional gain factor 1 and the delay time constant T _R _δ _{, FS} ( 30 ) is referred to below as the magnetization current i _{m, FS of} the asynchronous machine ( 14 ) initially assumed by the control system ( 7 ), and
that in the guidance system ( 7 ) a quantity ω _{R, FS} , which is referred to in the fol lowing as the angular velocity ω _{R, FS} initially assumed by the guidance system ( 7 ) against a rotor-oriented coordinate system in relation to a rotor-oriented coordinate system, according to the equation T _R _R _{, FS} denotes the rotor time constant currently accepted by the guidance system and effective in the direction R of the reference coordinate system, and is characterized in that
that in the guiding system ( 7 ) the difference ω _R = ω _{R, FS} -ω _{R, corr} between the angular velocity ω _{R, FS of} the rotor flux space vector initially assumed by the guiding system ( 7 ) compared to a rotor-oriented coordinate system and a correction variable ω to be identified below _{R, corr is} formed and is used as the angular velocity ω _{R of} the rotor flux space vector in relation to a rotor-oriented coordinate system in the device according to the invention and is characterized thereby,
that in the guide system ( 7 ) a Boolean variable Crit _ω , which is referred to below as the supporting criterion Crit _ω for the reference angle ϕ, is formed and characterized thereby,
that the correction quantity, ω _{R, corr has} the constant value 0, provided that the support criterion Crit _ω for the reference angle ϕ has the value logic 0 and is characterized in that
that the correction quantity ω _{R, corr} in the guidance system according to the equation is formed if the support criterion Crit ₁ for the reference angle ϕ has the value logic 1, the factor K _ω , which is referred to below as the amplification factor K _{ω of} the support of the reference angle ϕ, has a positive value.

9. The method and device according to one of claims 7 to 8, characterized in that
that the reference coordinate system is the field-oriented coordinate system adopted by the guide system ( 7 ) and is characterized in that
that in the guidance system a so-called magnetization state simulator ( 31 ), which outputs at its output a variable Ψ _n to be characterized in the following, is included and characterized in that
that in the guide system ( 7 ) a Boolean variable Crit _m , which is referred to below as the supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ), is formed and characterized in that
that this supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) is fed to the associated input of the magnetization state emulator ( 31 ) and characterized in that
that in the guide system (7) a so-called magnetization state controller (32) which _δ at its output the set value _{i, soll} for the delta current i _δ of the induction machine (14) outputs and which size the output at its actual value Ψ _n of Magnetisierungszustandsnachbildners (31) is conducted to and which at its input a setpoint, the setpoint of the magnetization state of the Asynchronma machine (14) characterizing magnitude Ψ _soll is supplied is used and characterized in
that if the supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) has the value logic 1, the associated input of this magnetization state replica ( 31 ) is supplied with a variable u _i to be identified below and thereby characterized,
that, if the supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) has the value logic 1, the associated input of this magnetization state simulator ( 31 ) is supplied with the current stator angular frequency ω _{S of} the asynchronous machine ( 14 ) and is characterized in that
that, if the supporting criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) has the value logic 1, in this magnetization state emulator ( 31 ) a quantity Ψ _h according to the equation is formed from the quantity u _i and the stator angular frequency ω _{S of} the asynchronous machine ( 14 ) and is given as the output quantity Ψ _n at the output of the magnetization state emulator ( 31 ) and is characterized in that
that, if the support criterion Crit _m for the magnetization state of the asynchronous machine ( 14 ) has the value logic 0, the associated input of the magnetization state simulator ( 31 ) the setpoint i _δ _{, should be} supplied for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and characterized by
that, if the support criterion Crit _m for the magnetization-state of the asynchronous machine (14) has the value logic 0, the timing of the output Ψ _n of Magnetisierungszustandsnachbildners (31) in this Magneti sierungszustandsnachbildner (31) only due to the presence in the guide system (7) Flow model of the asynchronous machine ( 14 ) from the time course of the setpoint i _δ _{, is to be determined} for the delta current i _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and characterized,
that the input variable u _{i of} the magnetization state according to the generator ( 31 ) in the device according to the invention is formed by a mathematical operation from the induced delta voltage ui _{δ of} the asynchronous machine ( 14 ) and from the induced theta voltage ui _{R of} the asynchronous machine such that the relationship is satisfied.

10. The method and device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the functions described there
the first integrator with the integration time constant L _σ ( 8 ),
the second integrator with the integration time constant L _σ ( 10 ),
the proportional amplifier with the gain factor G _δ ( 9 ),
the proportional amplifier with the gain factor G _R ( 11 ),
the integrator with the integration time constant T _δ ( 12 ),
the integrator with the integration time constant T _R ( 13 ),
the delta current regulator ( 17 ),
the theta current regulator ( 18 ),
the setpoint coordinate converter ( 19 ),
of the power electronic actuator ( 20 ) with associated control device ( 21 ) and
the guidance system ( 7 )
are wholly or partially combined in the device according to the invention in terms of equipment.