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Untersuchung
und Optimierung eines Regelungskonzeptes zur Stabilisierung der
Serienkompensation bei Asynchronmotoren
 In modernen
Schienenfahrzeugen werden heute getaktete Stromrichter für die Ansteuerung
der Fahrmotoren verwendet. Durch die Taktung entstehen insbesondere bei
niedrigen Frequenzen unerwünschte Welligkeiten im Strom, die zu hohen
Stromspitzen, Pendelmomenten und Geräuschen führen. Geglättet werden diese
Stromoberwellen allein durch die Streuinduktivität der Maschine, die daher
möglichst groß sein sollte. Da die Streuinduktivität aber bei höheren
Frequenzen das maximale Drehmoment begrenzt, muss diese dem geforderten
Moment bei maximaler Drehzahl angepasst sein.
Eine Vergrößerung der Induktivität ist nur
möglich, wenn diese bei hohen Frequenzen weggeschaltet (Motorvordrossel)
oder kompensiert werden kann. Die Kompensation kann durch serielles
Vorschalten von Kondensatoren (Serienkompensation) erfolgen. Da ein
Kondensator eine geringere Baugröße und ein geringeres Gewicht aufweist als
eine Motorvordrossel, wird dieser Ansatz bevorzugt.
Die bisherigen Untersuchungen haben gezeigt,
dass das System bestehend aus Asynchronmaschine und Kondensator zwar inhärent
instabil, jedoch beobachtbar und steuerbar ist. Unter diesen Voraussetzungen
wurde ein spezielles Regelungskonzept zur Stabilisierung entwickelt.
Ausgehend von diesem Konzept soll in dieser Diplomarbeit die praktische
Realisierbarkeit anhand einer Versuchsanordnung mit kleiner Leistung
untersucht werden.
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