Aus welchem Grund werden Synchronmotoren bei Servoregelung praktisch nicht mit Inkrementalgeber oder einfachem Sin/Cos-Geber betrieben?

Antwort:
Bei Betrieb von Synchronmaschinen in Servoregelung (z. B. am Servo-Umrichter 9300 und ECS oder Servo Drives 9400 sowie Inverter Drives 8400 TopLine) wird die Ständerwicklung abhängig von der Lage der ausgeprägten Pole im Rotor bestromt. Die Information über die Polradlage (Pollage) liefert das Rückführsystem:
  • Resolver => Anbaulage des Gebers an die Motorwelle und parametrierte Pollage im Antriebsregler, z. B. C0058 (9300, ECS), C00058/1 (9400) oder C0926/1 (8400 TopLine), 0x2C03/2 (i950)
  • Absolutwertgeber => Pollageinformation im Geber und parametrierte Pollage im Antriebsregler, z. B. C0058 (9300, ECS), C00058/2 (9400) oder C0926/2 (8400 TopLine), 0x2C03/4 (i950)

Im Gegensatz zu diesen absoluten Rückführsystemen (mindestens absolut auf eine Umdrehung) können der Inkrementalgeber und der einfache Sin/Cos-Geber keine absolute Rotorlageposition zur Verfügung stellen. Daher können diese Geber sinnvollerweise nur für Asynchronmaschinen als Rückführung eingesetzt werden.

Unter der Einschränkung, dass nach jedem Netzschalten ein Pollageabgleich gestartet wird, können eingeschränkt auch Inkrementalgeber, SinCos-Encoder oder mehrpoligpaarige Resolver (abweichend von der Polpaarzahl des Motors) eingesetzt werden. Inwieweit dieses unter praktischen Gesichtspunkten sinnvoll und praktikabel erscheint, ist im Einzelfall zu prüfen (z. B. bei Linearmotoren). Der Pollageabgleich ist durch entsprechende Gerätebefehle bei stillstehenden Motor durchzuführen (siehe dazu unter dem Stichwort 'Pollageabgleich' bzw. 'Polradlage-Identifikation' in der entsprechenden Dokumentation vom Antriebsregler).

Besonderheit: Die Inverter Drives 8400 verfügen über die Möglichkeit, Synchronmotoren geberlos zu steuern (SLPSM). Dazu wird nach Reglerfreigabe über ein Testsignal die Pollage bestimmt. Diese Funktion kann gleichermaßen auch zur Identifikation der Pollage bei Verwendung von relativen Gebern genutzt werden. Die Genauigkeit liegt aufgrund der kurzen Messdauer geringfügig schlechter als bei Betrieb mit absoluten Rückführsystemen. Wenn diese Einschränkung akzeptiert wird, ist ein Betrieb 8400 TopLine in Servoreglung mit Inkrementalgeber oder einfachen Sin/Cos-Geber möglich.

Weitere Informationen zum Funktionsprinzip von Synchronmotoren siehe auch unter Wikipedia.org: Drehstrom-Synchronmaschine

Suchbegriff: Polradwinkel


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