WIPANO

WIPANO (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen)

Erschließung und Evaluation eines „Fast Resetable Integrator Circuit“ für die sensorlose Ansteuerung elektromagnetischer Antriebe

Motivation

Im Bereich der elektrischen Antriebe steigt die Nachfrage nach hoch integrierten, kompakten und effizienten Antriebssystemen kontinuierlich an. Im Zuge der Digitalisierung besitzen solche Systeme neben Kommunikationsschnittstellen zur Vernetzung auch fortgeschrittene Regelungsstrategien sowie Möglichkeiten zur Selbstüberwachung. Ein zentraler Aspekt sind hierbei sogenannte Sensorlosverfahren, die einerseits eine Regelung von elektrischen Maschinen ohne zusätzlichen Rotorlagesensor erlauben und andererseits eine Zustandsüberwachung der Maschine im Betrieb ermöglichen. Somit wird das Antriebssystem gleichzeitig um die Möglichkeiten eines multifunktionalen Sensors ergänzt.

Ziele und Vorgehen

Die Echtzeitimplementierung gängiger sensorloser Ansteuerungsverfahren für elektrische Antriebe stellt eine Herausforderung im Sinne von Elektronik- und Rechenaufwand sowie Signal/Rauschverhältnis der zu verarbeitenden Signale dar. Am LAT wurde auf dieser Basis der „Fast Resetable Integrator Circuit“ (FRIC) entwickelt, der die Qualität der für Sensorlosverfahren benötigten Signale verbessert. Ziel dieses Projekts ist eine Weiterentwicklung und mikroelektronische Integration des FRICs, um oben genannte Probleme bekannter Sensorlostechniken zu adressieren. Neben der konkreten Umsetzung als integrierter Schaltkreis stehen auch die Nutzbarkeit des FRICs zur sensorlosen Rotorlageerkennung und zum Einsatz als multifunktionaler Sensor im Fokus des Projekts.

Innovationen und Perspektiven

Die zur Implementation von Sensorlosverfahren benötigte Signalverarbeitung wird am Ende des Projekts – dank mikroelektronischer Miniaturisierung des FRIC – ein erwarteter Weise deutlich besseres Signal/Rauschverhältnis aufweisen sowie deutlich weniger elektronische Komponenten benötigen, was Platzbedarf und Kosten effektiv senkt. Durch die im Projekt zusätzlich adressierte Möglichkeit eines multifunktionalen Sensors ergibt sich somit die Chance zur Realisierung von hochintegrierten Antriebslösungen mit intelligenter Regelung und Fähigkeit zur Selbstüberwachung.

Bild: Motor im Vordergrund, Elektronik im Hintergrund, zusätzlich skizzenhaft Signale und Raumzeiger — © LATElektrische Kleinantriebe mit sensorloser Ansteuerung

Projektpartner

Universität des Saarlandes (UdS), Lehrstuhl für Antriebstechnik (LAT)
KWT/PVA/ Saarland
WELLGO Gruppe / Nohfeldenn
IMS - FhG Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme / Duisburg

Projektvolumen

120.000 €

Projektlaufzeit

01.11.2018 bis 30.04.2020

Förderung

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie