Sensorlose / Geberlose Regelung und Servoregler

Sensorlose Regelung bedeutet: eine Rückführung (Feedback) aus Winkelmesssystemen (= Encoder oder Drehgeber) oder Hallsensoren kann entfallen. Sensorlose Regelung eignet sich hauptsächlich für Drehzahlregelungsaufgaben. Sensorlose Regelung wird auch häufig als geberlose Regelung bezeichnet. Die sensorlose Regelung für Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM) und bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) führt zu einer höheren Zuverlässigkeit, geringeren Platzbedarf sowie reduzierten Kosten und Komplexität. Mögiche Fehlerquellen (Drehgeber, Winkelmesssystem) werden eliminiert.

Antriebselektronik für sensorlose Regelung

Die sensorlosen Servoregler der CC-Serie unseres Herstellerpartners Celeroton erlauben die sensorlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM) und bürstenlosen DC-Motoren (BLDC). Der Encoder und oder Hallsensoren fallen somit komplett weg.

Die Abstimmung der Regelungsverfahren auf unsere eigenen hochdrehenden Motoren (siehe Link) oder auf den elektrischen Motor des Kunden, führt zu einem hohen Wirkungsgrad im Servoregler und zu minimierten Verlusten im Motor. Unsere sensorlosen Servoregler nutzen sowohl Pulsbreitenmodulation (PWM) mit unterschiedlichen Schaltfrequenzen wie auch Pulsamplitudenmodulation (PAM). Dank des PAM-Verfahrens kann auf eine Motordrossel verzichtet werden.

Das sensorlose Regelungsverfahren ermöglicht eine Drehzahlregelung ohne Rückführung aus Encodern oder Hall-Sensoren. Wir klären mit Ihnen schon im Vorfeld, ob Ihre Drehzahlregelungsaufgabe mit Ihrem Motor und unserem Servoregler möglich ist. Häufig wünscht sich der Kunde ein Labortest, um 100%-ige Sicherheit zu erlangen. Eine solche Dienstleistung bieten wir an.

Übersicht Servoregler (Antriebselektronik) für sensorlose Regelung

TypAusgangsleistungRegelbereichEingangs-
spannung
Augangs-
spannung
GewichtDatenblatt
CC-32-100100 W0 - 80'000 U/min24 - 32 VDC0 - 30 V0.02 kg
CC-75-400400 W0 - 500'000 U/min24 - 75 VDC0 - 72 V0.5 kg
CC-75-500500 W0 - 1'000'000 U/min24 - 75 VDC0 - 0.95 Uin1 kg
CC-100-10001'000 W0 - 500'000 U/min24 - 100 VDC0 - 93 V0.28 kg
CC-120-10001'000 W0 - 500'000 U/min40 - 120 VDC0 - 100 V1.4 kg
CC-230-35003'500 W0 - 500'000 U/min110 - 230 VAC0 - 360 V4.5 kg
CC-550-75007'500 W0 - 300'000 U/min100 - 550 VDC0 - 500 V5.4 kg
CC-AMB375 VA -
1'500 VA
0 - 500'000 U/min24 - 75 VDC0 - 0.95 Uin2.25 kg

 

Andere Möglichkeiten

Wir haben auch noch andere Umrichtertypen in unserem Sortiment. Bitte nehmen Sie Kontakt mit uns auf und sprechen Sie Ihre Anforderungen mit einem erfahrenen Ingenieur durch. Nachfolgend veranschaulichen wir die unterschiedlichen Methoden von sensorloser Regelung.

Die unterschiedlichen Methoden der sensorlosen Regelung

Für die Regelung von PMSM- und BLDC-Motoren muss der Rotorwinkel erfassbar sein. Normalerweise wird dieser mittels Hallsensoren oder Encodern erfasst. Das Ziel von sensorloser Regelung: dass die Sensorik im Motor komplett entfällt. Das hat einige Vorteile. Insbesondere bei Kompaktmotoren reduziert sich der Bauraumbedarf sowie die Anzahl von Anschlusskabeln und Steckern. Da ohne einen Rotorwinkelsensor eine elektronische Komponente weniger im Motor drin ist, steigt auch die Zuverlässigkeit des Servosystems.

Mittlerweile existieren drei wichtige Methoden, um die sensorlose Regelung von Motoren zu ermöglichen.

  • beobachterbasierte Regelung (auf Englisch: "observer")
  • Nullpunktdurchgangserkennung (auf Englisch: "zero crossing detection")
  • Messung der rotorwinkelabhängigen Induktivität

Bei der Nullpunktdurchgangserkennung wird erfasst, wann die im Motor induzierte generatorische Spannung ihre Polarität wechselt. Bei der Oberver-Methode läuft ein Beobachter mit (Echtzeitbeobachtung der Motor-Systemgleichungen). Durch einen Vergleich des erwarteten Motorzustands mit den tatsächlich erfassten Werten kann die Rotorposition und die Drehzahl berechnet werden. Induktivitätsmethode: die Induktivität eines Motors ändert sich abhängig von der Rotorwinkelposition. Beim Vergleich der Querinduktivität und der Längsinduktivität kann der Rotorwinkel berechnet werden.

Zusammenfassung

Je nach Anwendungsfall kombinieren wir die verschiedenen Methoden der sensorlosen Regelung, um das optimale Ergebnis zu erreichen. Häufig senden uns Kunden Ihren Motor ein für einen Labortest, um sicher zu gehen, dass Ihr Lastzyklus erreichbar ist. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, um Ihren Anwendungsfall zu besprechen.