Transversalfluss-Direktantrieb für Servo-Applikationen

1. Friedrich-Wilhem-Bessel-Insitut Forschungsges. mbH
2. Institut für elektrische Maschinen, TU Braunschweig

Die Transversalflussmaschine (TFM) soll im Servo-Direktantriebsbereich eingesetzt werden. Hierbei sind neben einer hohen Vortriebskraft bei kleinen Drehzahlen auch eine hohe Positioniergenauigkeit und eine hohe Gleichlaufgüte des Antriebes gefordert. Um das Maschinenkonzept der Transversalflussmaschine in solchen Gebieten nutzen zu können, sind moderne Regelverfahren anzuwenden, um so die Nachteile der permanentmagneterregten Transversalflussmaschine (TFPM), wie Drehmoment- und Normalkraftschwankungen, zu reduzieren.

Zur optimalen Regelung der TFM ist die Kenntnis über das nichtlineare Betriebsverhalten der Maschine notwendig. Zur Beschreibung dieses Betriebsverhaltens und zur Beschreibung der signifikanten Maschinengrößen, ist ein analytisches Modell der TFM erstellt worden, welches als Grundlage für die Einprägung optimaler Stromverläufe verwendet wird. Auf der Basis der Stromregelung sind weitere regelungstechnische Verfahren zur Minimierung der Drehmoment- und Normalkraftschwankungen entworfen und implementiert worden. Die Transversalflusstechnologie lässt sich somit in einem weiten Bereich der Direktantriebstechnik als Alternative zu herkömmlichen Lösungen einsetzten.

• J. Schüttler, U. Werner, M. Vinogradski, B. Orlik: „Stromregelung einer zweisträngigen Transversalflussmaschine“. Fachtagung - Deutsche Forschungsvereinigung für Mess-, Regelungs- und Systemtechnik (DFMRS), 2004
• M. Vinogradski, U. Werner, B. Orlik: „Generierung optimierter Stromformen zur Erzeugung eines welligkeitsminimierten Drehmomentsverlaufes der Transversalflussmaschine“. 6. ETG-/GMM-Fachtagung, Innovative Klein- und Mikroantriebstechnik, TU-Darmstadt 2004
• M. Vinogradski, U. Werner, B. Orlik: „Genetic Algorithms Used for Geometrical Structure Design of Transverse Flux Permanent Magnet Motors to Optimize the Torque Wave Form“. Conference on Power Conversion Intelligent Motion (PCIM) Nürnberg 2004
• M. Vinogradski, U. Werner, J.Schüttler, T. Petter, B. Orlik: „Generation of optimized current wave forms for the production of minimized cogging torque of transverse flux motors for direct drive applications “. 11th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE-PEMC) Riga/Latvia 2004
• U. Werner, M. Vinogradski, B. Orlik: „Simulation und Entwurf eines analytischen Modells für eine permanentmagneterregte Transversalflussmaschine in Sammler-Bauweise“. VDI/VDE-ETG-Tagung ,  Elektrischmechanische Antriebssysteme, Fulda 2004
• M. Vinogradski, U. Werner, B. Orlik: „Optimizing the Structural Shape of Electrical Drives Using Genetic Algorithms“. Power Systems Design, PCIM Journal, Dezember 2004.
• U. Werner, J. Schüttler, B. Orlik: “Torque and Speed Control of a Transverse Flux Motor for Direct Servo-Drive Applications”. 11th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), Dresden 2005
• U. Werner, S. Hoffmann, J. Schüttler, M. Vinogradski, B. Orlik: „Drehzahl- und Stromregelung von permaneterregten Transversalflussmaschinen in Servo-Direktantriebsanwendugen“. Fachtagung - Deutsche Forschungsvereinigung für Mess-, Regelungs- und Systemtechnik (DFMRS), 2006