On Sensorless Control of Induction Motor Drives

I högpresterande drivsystem med växelströmmotorer - t.ex. i bilar, truckar och tåg - behövs normalt en varvtals- eller positionssensor på axeln. Dock kostar sensorn ungefär lika mycket som motorn i drivsystem för lägre och mellanstora effektklasser. Att eliminera sensorn och istället skatta varvtal och/eller position kan därför leda till lägre kostnader, såväl som ett mer robust system, eftersom sensorn tenderar att lättare gå sönder än andra komponenter i systemet. Detta kallas sensorlös reglering.

Forskning kring sensorlös reglering av asynkronmotorer har bedrivits i ca. 20 år. För drift vid nominella varv finns idag tillförlitliga metoder. Dock finns fortfarande utmaningar för drifter vid låga varv, eftersom den informationen som används för att skatta varvtalet då döljs i störningar, p.g.a. låg SNR (Signal to Noise Ratio). Vidare blir de flesta sensorlösa drifter instabila vid låga varv, när varvtal och moment har olika tecken. Detta inträffar t.ex. då en truck startas i en backe och initialt rullar bakåt.

Mycket få lösningar till detta instabilitetsproblem har hittills presenterats, vilket ger en fingervisning om problemets svårighetsgrad. Många av dessa lösningar antar dessutom att motorns parametrar är exakt kända för reglersystemet, vilket inte stämmer i praktiken. Parametervariationer är utöver SNR och instabilitetsproblem, centrala problem att hantera för att klara bibehållet moment vid övergångar mellan motor och generatordrift vid sensorlös styrning.

I sin bok tar Ove Glenberg fram ett reglersystem, som han påvisar vara stabilt under förutsättningen kända parametrar. Han kompletterar sedan systemet med algoritmer för on-line skattning av motorns parametrar, vilket gör systemet mycket mer robust för parametervariationer. Vidare utvecklar han algoritmer för skattning av parametrar även vid nominella varv, som ska förbereda systemet för att bättre klara av lågvarvsproblematiken. Han konstaterar slutligen genom analys, experiment och simuleringar att det erhållna systemet i regel är stabilt, men att utrymme finns för framtida forskning, så att stabilitet ska kunna garanteras.