DE102017108012A1

DE102017108012A1 - Implementation of control in multicore processor

Info

Publication number: DE102017108012A1
Application number: DE102017108012.0A
Authority: DE
Inventors: Gerd Becker; Frank Mayer
Original assignee: Primetals Technologies Germany GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Eine elektrisch erregte Synchronmaschine (1) weist eine in einem Rotor der Synchronmaschine (1) angeordnete Erregerwicklung (2) und eine in einem Stator der Synchronmaschine (1) angeordnete Statorwicklung (3) auf. Eine erste Steuereinrichtung (4) ermittelt erste Steuersignale (S1) für einen ersten Umrichter (6) und beaufschlagt den ersten Umrichter (6) mit den ersten Steuersignalen (S1). Der erste Umrichter (6) beaufschlagt die Erregerwicklung (2) entsprechend den ersten Steuersignalen (S1) mit einem Erregerstrom (IE). Eine zweite Steuereinrichtung (5) ermittelt zweite Steuersignale (S2) für einen zweiten Umrichter (7) und beaufschlagt den zweiten Umrichter (7) mit den zweiten Steuersignalen (S2). Der zweite Umrichter (7) beaufschlagt die Statorwicklung (3) entsprechend den zweiten Steuersignalen (S2) mit einem Statorstrom (IS). Die erste Steuereinrichtung (4) und die zweite Steuereinrichtung (5) sind jeweils in einem eigenen Prozessorkern (15, 16) eines Mehrkernprozessors (14) implementiert.An electrically excited synchronous machine (1) has an excitation winding (2) arranged in a rotor of the synchronous machine (1) and a stator winding (3) arranged in a stator of the synchronous machine (1). A first control device (4) determines first control signals (S1) for a first converter (6) and supplies the first converter (6) with the first control signals (S1). The first converter (6) acts on the exciter winding (2) in accordance with the first control signals (S1) with an exciter current (IE). A second control device (5) determines second control signals (S2) for a second converter (7) and acts on the second converter (7) with the second control signals (S2). The second converter (7) acts on the stator winding (3) in accordance with the second control signals (S2) with a stator current (IS). The first control device (4) and the second control device (5) are each implemented in a separate processor core (15, 16) of a multi-core processor (14).

Description

Gebiet der TechnikField of engineering

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Steuerverfahren für eine elektrisch erregte Synchronmaschine, die eine in einem Rotor der Synchronmaschine angeordnete Erregerwicklung und eine in einem Stator der Synchronmaschine angeordnete Statorwicklung aufweist,

- wobei eine erste Steuereinrichtung erste Steuersignale für einen ersten Umrichter ermittelt und den ersten Umrichter mit den ersten Steuersignalen beaufschlagt,
- wobei der erste Umrichter die Erregerwicklung entsprechend den ersten Steuersignalen mit einem Erregerstrom beaufschlagt,
- wobei eine zweite Steuereinrichtung zweite Steuersignale für einen zweiten Umrichter ermittelt und den zweiten Umrichter mit den zweiten Steuersignalen beaufschlagt,
- wobei der zweite Umrichter die Statorwicklung entsprechend den zweiten Steuersignalen mit einem Statorstrom beaufschlagt.

The present invention is based on a control method for an electrically excited synchronous machine, which has an excitation winding arranged in a rotor of the synchronous machine and a stator winding arranged in a stator of the synchronous machine,

wherein a first control device determines first control signals for a first converter and supplies the first converter with the first control signals,
wherein the first converter applies an excitation current to the excitation winding in accordance with the first control signals,
wherein a second control device determines second control signals for a second converter and applies the second control signal to the second control signals,
- Wherein the second inverter, the stator winding according to the second control signals applied to a stator current.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuersystem für eine elektrisch erregte Synchronmaschine, die eine in einem Rotor der Synchronmaschine angeordnete Erregerwicklung und eine in einem Stator der Synchronmaschine angeordnete Statorwicklung aufweist,

- wobei das Steuersystem eine erste Steuereinrichtung aufweist, die erste Steuersignale für einen ersten Umrichter ermittelt und den ersten Umrichter mit den ersten Steuersignalen beaufschlagt, so dass der erste Umrichter die Erregerwicklung entsprechend den ersten Steuersignalen mit einem Erregerstrom beaufschlagt,
- wobei das Steuersystem eine zweite Steuereinrichtung aufweist, die zweite Steuersignale für einen zweiten Umrichter ermittelt und den zweiten Umrichter mit den zweiten Steuersignalen beaufschlagt, so dass der zweite Umrichter die Statorwicklung entsprechend den zweiten Steuersignalen mit einem Statorstrom beaufschlagt.

The present invention is further based on a control system for an electrically excited synchronous machine, which has an excitation winding arranged in a rotor of the synchronous machine and a stator winding arranged in a stator of the synchronous machine,

wherein the control system has a first control device which determines first control signals for a first converter and supplies the first converter with the first control signals, so that the first converter applies an exciter current to the exciter winding in accordance with the first control signals,
- Wherein the control system comprises a second control device which determines second control signals for a second inverter and the second inverter supplied with the second control signals, so that the second inverter, the stator winding according to the second control signals applied to a stator current.

Stand der TechnikState of the art

Elektrisch erregte Synchronmaschinen - beispielsweise in der Form von drehzahlgeregelten Antrieben - werden oftmals auf diese Weise gesteuert. In vielen Fällen wird hierbei die Erregerwicklung mit einem Gleichstrom beaufschlagt, die Statorwicklung mit Drehstrom. Die Frequenz des Drehstroms bestimmt die Drehzahl der Synchronmaschine. Die Amplitude des Drehstroms bestimmt in Verbindung mit dem durch den Erregerstrom generierten Erregerfluss das Drehmoment. Insbesondere zur Abstimmung des Drehmoments muss daher eine genaue Abstimmung von Erregerstrom und Statorstrom aufeinander erfolgen.Electrically excited synchronous machines - for example in the form of variable-speed drives - are often controlled in this way. In many cases, in this case the excitation winding is subjected to a direct current, the stator winding with three-phase current. The frequency of the three-phase current determines the speed of the synchronous machine. The amplitude of the three-phase current, in conjunction with the exciting current generated by the exciting current, determines the torque. In particular, to tune the torque therefore an exact vote of exciter current and stator must be carried out each other.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine derartige Abstimmung auf besonders einfache und effiziente Weise realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide means by which such a vote can be realized in a particularly simple and efficient manner.

Die Aufgabe wird durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.The object is achieved by a control method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the control method are the subject of the dependent claims 2 to 6.

Erfindungsgemäß wird ein Steuerverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die erste Steuereinrichtung und die zweite Steuereinrichtung jeweils in einem eigenen Prozessorkern eines Mehrkernprozessors implementiert sind.According to the invention, a control method of the aforementioned type is configured in that the first control device and the second control device are each implemented in a separate processor core of a multi-core processor.

Mit anderen Worten ermittelt ein erster Prozessorkern eines Mehrkernprozessors erste Steuersignale für die erste Steuereinrichtung, während ein anderer Prozessorkern desselben Mehrkernprozessors zweite Steuersignale für die zweite Steuereinrichtung ermittelt.In other words, a first processor core of a multi-core processor determines first control signals for the first control device, while another processor core of the same multi-core processor determines second control signals for the second control device.

Durch die Implementierung der beiden Steuereinrichtungen in getrennten Prozessorkernen des Mehrkernprozessors ist zum einen ein unabhängiger Betrieb der beiden Steuereinrichtungen voneinander realisierbar. Dies ist von Bedeutung, da beide Steuereinrichtungen in Echtzeit arbeiten müssen. Durch die Implementierung der beiden Steuereinrichtungen in den Prozessorkernen des Mehrkernprozessors erfolgt jedoch auch eine Implementierung in räumlich sehr nahe aneinander angeordneten Einheiten. Die Abstimmung und Synchronisierung der beiden Steuereinrichtungen ist daher einfach realisierbar.By implementing the two control devices in separate processor cores of the multi-core processor, on the one hand, independent operation of the two control devices can be realized from one another. This is important because both controllers need to work in real time. However, implementation of the two controllers in the processor cores of the multi-core processor also results in implementation in very close-spaced units. The tuning and synchronization of the two control devices is therefore easy to implement.

Die beiden Steuereinrichtungen ermitteln ihre jeweiligen Steuersignale anhand eines jeweiligen Sollwertes für den jeweiligen Strom. Die erste Steuereinrichtung ermittelt also die ersten Steuersignale anhand eines Sollwertes für den Erregerstrom, die zweite Steuereinrichtung die zweiten Steuersignale anhand eines Sollwertes für den Statorstrom. Auch die Sollwerte müssen natürlich ermittelt werden. Vorzugsweise ist daher in einem weiteren Kern des Mehrkernprozessors eine übergeordnete Regelung für die Synchronmaschine implementiert, welche die Sollwerte für den Erregerstrom und den Statorstrom ermittelt und an die erste und die zweite Steuereinrichtung übermittelt. Durch diese Ausgestaltung ist die Vorgabe der Sollwerte für die beiden Steuereinrichtungen besonders einfach realisierbar. Die übergeordnete Regelung kann beispielsweise einen Sollwert und einen Istwert für ein Moment oder eine Drehzahl der Synchronmaschine entgegennehmen und die Sollwerte für den Erregerstrom und den Statorstrom anhand des Sollwertes und des Istwertes für das Moment oder die Drehzahl ermitteln.The two control devices determine their respective control signals based on a respective setpoint for the respective current. The first control device thus determines the first control signals based on a setpoint value for the excitation current, the second control device determines the second control signals on the basis of a setpoint value for the stator current. Of course, the setpoints must also be determined. Preferably, therefore, in a further core of the multi-core processor, a superordinate control for the synchronous machine is implemented, which determines the setpoint values for the excitation current and the stator current and transmits them to the first and the second control device. With this embodiment, the specification of the desired values for the two control devices is particularly easy to implement. The Superordinate control can, for example, accept a setpoint value and an actual value for a torque or a rotational speed of the synchronous machine and determine the setpoint values for the exciter current and the stator current on the basis of the setpoint value and the actual value for the torque or the rotational speed.

Vorzugsweise sind in einem weiteren Kern des Mehrkernprozessors eine Bedienerschnittstelle für die Synchronmaschine und/oder ein Diagnosesystem für die erste und die zweite Steuereinrichtung implementiert. Dadurch lassen sich auch diese Einheiten (also Bedienerschnittstelle und/oder Diagnosesystem) in unmittelbarer räumlicher Nähe zu den Steuereinrichtungen realisieren.Preferably, in another core of the multi-core processor, an operator interface for the synchronous machine and / or a diagnostic system for the first and the second control device are implemented. As a result, these units (ie operator interface and / or diagnostic system) can also be realized in the immediate vicinity of the control devices.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Steuereinrichtung die ersten und die zweiten Steuersignale über Ethernet-Schnittstellen an den ersten und den zweiten Umrichter ausgeben. Dadurch ist eine einfacher und zuverlässiger Anschluss der zur Signalübertragung erforderlichen Leitungen möglich.In a further embodiment, it is provided that the first and the second control device output the first and the second control signals via Ethernet interfaces to the first and the second converter. As a result, a simple and reliable connection of the required for signal transmission lines is possible.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen,

- dass eine dritte Steuereinrichtung dritte Steuersignale für einen dritten Umrichter ermittelt und den dritten Umrichter mit den dritten Steuersignalen beaufschlagt,
- dass der dritte Umrichter eine Erregerwicklung einer weiteren elektrisch erregten Synchronmaschine entsprechend den dritten Steuersignalen mit einem weiteren Erregerstrom beaufschlagt,
- dass eine vierte Steuereinrichtung vierte Steuersignale für einen vierten Umrichter ermittelt und den vierten Umrichter mit den vierten Steuersignalen beaufschlagt,
- dass der vierte Umrichter eine Statorwicklung der weiteren Synchronmaschine entsprechend den vierten Steuersignalen mit einem weiteren Statorstrom beaufschlagt und
- dass die dritte Steuereinrichtung und die vierte Steuereinrichtung in zwei weiteren Kernen des Mehrkernprozessors implementiert sind.

Preferably, it is further provided

a third control device determines third control signals for a third converter and supplies the third converter with the third control signals,
- That the third inverter applied to a field winding of another electrically excited synchronous machine according to the third control signals with a further exciting current,
a fourth control device determines fourth control signals for a fourth converter and supplies the fourth converter with the fourth control signals,
- That the fourth converter applied to a stator winding of the further synchronous machine according to the fourth control signals with a further stator current and
- That the third control device and the fourth control device are implemented in two other cores of the multi-core processor.

Dadurch lassen sich mittels ein und desselben Mehrkernprozessors mehrere elektrisch erregte Synchronmaschinen steuern.As a result, a plurality of electrically excited synchronous machines can be controlled by means of one and the same multi-core processor.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuersystems sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 8 bis 12.The object is further achieved by a control system having the features of claim 7. Advantageous embodiments of the control system are the subject of the dependent claims 8 to 12.

Erfindungsgemäß wird ein Steuersystem der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die erste Steuereinrichtung und die zweite Steuereinrichtung jeweils in einem eigenen Prozessorkern eines Mehrkernprozessors implementiert sind.According to the invention, a control system of the type mentioned above is configured in that the first control device and the second control device are each implemented in a separate processor core of a multi-core processor.

Dadurch ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren.This results in the same advantages as in the control method according to the invention.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Steuersystems korrespondieren mit denen des Steuerverfahrens und bewirken die gleichen Vorteile.The advantageous embodiments of the control system correspond to those of the control method and bring about the same advantages.

Figurenlistelist of figures

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

1 Steuereinrichtungen, Umrichter und Wicklungen und
2 einen Mehrkernprozessor.

The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in more detail in conjunction with the drawings. Here are shown in a schematic representation:

1 Control devices, converters and windings and
2 a multi-core processor.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Gemäß 1 weist eine elektrisch erregte Synchronmaschine 1 eine Erregerwicklung 2 und eine Statorwicklung 3 auf. Die Erregerwicklung 2 ist in einem Rotor der Synchronmaschine 1 angeordnet, die Statorwicklung 3 in einem Stator der Synchronmaschine 1. Der Rotor und der Stator der Synchronmaschine 1 sind in den Figuren nicht mit dargestellt.According to 1 has an electrically excited synchronous machine 1 a field winding 2 and a stator winding 3 on. The excitation winding 2 is in a rotor of the synchronous machine 1 arranged, the stator winding 3 in a stator of the synchronous machine 1 , The rotor and the stator of the synchronous machine 1 are not shown in the figures.

Ein Steuersystem für die Synchronmaschine 1 weist eine erste Steuereinrichtung 4 und eine zweite Steuereinrichtung 5 auf. A control system for the synchronous machine 1 has a first control device 4 and a second control device 5 on.

Die erste Steuereinrichtung 4 ermittelt erste Steuersignale S1 für einen ersten Umrichter 6. Die zweite Steuereinrichtung 5 ermittelt zweite Steuersignale S2 für einen zweiten Umrichter 7. Die beiden Steuereinrichtungen 4, 5 beaufschlagen ihren jeweiligen Umrichter 6, 7 mit den von ihnen ermittelten Steuersignal S1, S2. Der erste Umrichter 6 beaufschlagt die Erregerwicklung 2 entsprechend den ersten Steuersignal S1 mit einem Erregerstrom IE. In analoger Weise beaufschlagt der zweite Umrichter 7 die Statorwicklung 3 mit einem Statorstrom IS. Der Erregerstrom IE ist ein Gleichstrom. Der Statorstrom IS ist ein mehrphasiger Wechselstrom (Drehstrom, in der Regel 3-Phasen-Drehstrom). Die Übermittlung der ersten und zweiten Steuersignale S1, S2 an den ersten bzw. zweiten Umrichter 6, 7 erfolgt vorzugsweise über Ethernet-Schnittstellen 8 bis 11, die über Ethernetkabel 12, 13 miteinander verbunden sind..The first control device 4 determines first control signals S1 for a first inverter 6 , The second control device 5 determines second control signals S2 for a second inverter 7 , The two control devices 4 . 5 apply their respective inverter 6 . 7 with the control signal determined by them S1 . S2 , The first inverter 6 acts on the excitation winding 2 according to the first control signal S1 with a field current IE , In an analogous manner, the second inverter acts 7 the stator winding 3 with a stator current IS , The excitation current IE is a direct current. The stator current IS is a multiphase AC (three-phase, usually 3 -Phase three-phase). The transmission of the first and second control signals S1 . S2 to the first or second inverter 6 . 7 is preferably via Ethernet interfaces 8 to 11 that have ethernet cables 12 . 13 are connected ..

Entsprechend der Darstellung in 2 sind die erste und die zweite Steuereinrichtung 4, 5 in einem Mehrkernprozessor 14 implementiert. Insbesondere weist der Mehrkernprozessor 14 einen ersten Prozessorkern 15 und einen zweiten Prozessorkern 16 auf. Die erste Steuereinrichtung 4 ist im ersten Prozessorkern 15 implementiert, die zweite Steuereinrichtung 5 im zweiten Prozessorkern 16.As shown in 2 are the first and the second control device 4 . 5 in a multi-core processor 14 implemented. In particular, the multi-core processor has 14 a first processor core 15 and a second processor core 16 on. The first control device 4 is in the first processor core 15 implements the second controller 5 in the second processor core 16 ,

Die erste Steuereinrichtung 4 ermittelt die ersten Steuersignale S1 anhand eines Sollwertes IE* für den Erregerstrom IE. In analoger Weise ermittelt die zweite Steuereinrichtung 5 die zweiten Steuersignale S2 anhand eines Sollwertes IS* für den Statorstrom IS. Die Sollwerte IE*, IS* werden von einer übergeordneten Regelung 17 für die Synchronmaschine 1 ermittelt und an die jeweilige Steuereinrichtung 4, 5 übermittelt und dadurch der jeweiligen Steuereinrichtung 4, 5 vorgegeben. Vorzugsweise ist die übergeordnete Regelung 17 in einem weiteren (dritten) Kern 18 des Mehrkernprozessors 14 implementiert. Die übergeordnete Regelung 17 kann beispielsweise einen Sollwert M* und einen Istwert für ein Moment M (Drehmoment) entgegennehmen, mit dem die Synchronmaschine 1 betrieben werden soll. Alternativ kann die übergeordnete Regelung 17 beispielsweise einen Sollwert n* und einen Istwert für eine Drehzahl n entgegennehmen, mit der die Synchronmaschine 1 betrieben werden soll. Beide Alternativen sind in 1 gestrichelt dargestellt. Anhand des entgegengenommenen Sollwertes M*, n* und des zugehörigen Istwertes M, n ermittelt die übergeordnete Regelung 17 die Sollwerte IE*, IS* für den Erregerstrom IE und den Statorstrom IS.The first control device 4 determines the first control signals S1 based on a setpoint IE * for the excitation current IE , The second control device determines in an analogous manner 5 the second control signals S2 based on a setpoint IS * for the stator current IS , The setpoints IE * . IS * are from a parent scheme 17 for the synchronous machine 1 determined and to the respective control device 4 . 5 transmitted and thereby the respective control device 4 . 5 specified. Preferably, the higher-level control 17 in another (third) core 18 of the multi-core processor 14 implemented. The overriding regulation 17 may for example be a setpoint M * and an actual value for a moment M (Torque), with which the synchronous machine 1 should be operated. Alternatively, the parent scheme 17 for example, a setpoint n * and an actual value for a speed n accept, with the synchronous machine 1 should be operated. Both alternatives are in 1 shown in dashed lines. Based on the accepted setpoint M * . n * and the associated actual value M . n determines the higher-level regulation 17 the setpoints IE * . IS * for the excitation current IE and the stator current IS ,

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Mehrkernprozessor 14 einen weiteren (vierten) Prozessorkern 19 aufweist. In diesem Fall kann in dem weiteren Prozessorkern 19 eine Bedienerschnittstelle 20 für die Synchronmaschine 1 implementiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann in dem weiteren Prozessorkern 19 ein Diagnosesystem 21 für die erste und die zweite Steuereinrichtung 4, 5 implementiert sein.Alternatively or additionally, it is possible that the multi-core processor 14 another (fourth) processor core 19 having. In this case, in the further processor core 19 an operator interface 20 for the synchronous machine 1 be implemented. Alternatively or additionally, in the further processor core 19 a diagnostic system 21 for the first and the second control device 4 . 5 be implemented.

Die obenstehend erläuterte Ausgestaltung mit den vier Prozessorkernen 15, 16, 18 und 19 lässt sich bereits mit einem Quadcore-Prozessor, also einem Mehrkernprozessor 8 mit vier Prozessorkernen, realisieren. Der Mehrkernprozessor 8 kann jedoch auch mehr als vier Prozessorkerne aufweisen, beispielsweise zusätzlich zu den Prozessorkernen 15, 16, 18 und 19 vier weitere Prozessorkerne 22 bis 25. In diesem Fall können in zwei der weiteren Prozessorkerne 22 bis 25 - beispielsweise den Prozessorkernen 22 und 23 - eine dritte und eine vierte Steuereinrichtung 26, 27 implementiert werden. Die dritte Steuereinrichtung 26 korrespondiert von ihrer Funktionsweise her gesehen mit der ersten Steuereinrichtung 4. In analoger Weise korrespondiert die vierte Steuereinrichtung 27 von ihrer Funktionsweise her gesehen mit der zweiten Steuereinrichtung 5. Die dritte und die vierte Steuereinrichtung 26, 27 ermitteln also dritte Steuersignale S3 für einen dritten Umrichter 28 und vierte Steuersignale S4 für einen vierten Umrichter 29. Der dritte Umrichter 28 beaufschlagt eine Erregerwicklung 30 einer weiteren Synchronmaschine 31 entsprechend den dritten Steuersignalen S3 mit einem weiteren Erregerstrom IE'. In analoger Weise beaufschlagt der vierte Umrichter 29 eine Statorwicklung 32 der weiteren Synchronmaschine 31 entsprechend den vierten Steuersignalen S4 mit einem weiteren Statorstrom IS'. In dem Mehrkernprozessor 8 sind also die Steuereinrichtungen 4, 5, 26, 27 für beide Umrichtersätze 6, 7, 28, 29 beider Synchronmaschinen 1, 31 implementiert.The embodiment explained above with the four processor cores 15 . 16 . 18 and 19 can already be realized with a quad-core processor, that is a multi-core processor 8 with four processor cores. However, the multi-core processor 8 may also have more than four processor cores, for example in addition to the processor cores 15 . 16 . 18 and 19 four more processor cores 22 to 25 , In this case, in two of the other processor cores 22 to 25 - For example, the processor cores 22 and 23 - A third and a fourth control device 26 . 27 be implemented. The third control device 26 Corresponds to their functioning with the first control device 4 , In an analogous manner, the fourth control device corresponds 27 seen from its operation with the second control device 5 , The third and the fourth control device 26 . 27 determine third control signals S3 for a third inverter 28 and fourth control signals S4 for a fourth inverter 29 , The third inverter 28 impinges on a field winding 30 another synchronous machine 31 according to the third control signals S3 with another excitation current IE ' , In an analogous manner, the fourth inverter acts 29 a stator winding 32 the further synchronous machine 31 corresponding to the fourth control signals S4 with another stator current IS ' , In the multi-core processor 8 so the controllers 4 . 5 . 26 . 27 for both inverter sets 6 . 7 . 28 . 29 both synchronous machines 1 . 31 implemented.

Auch für die dritte und die vierte Steuereinrichtung 26, 27 kann eine übergeordnete Regelung 33 vorhanden sein. Diese Regelung kann in einem der weiteren Prozessorkerne 22 bis 25 implementiert sein, beispielsweise im Prozessorkern 24. Auch kann in dem noch verbleibenden Prozessorkernen 25 wieder eine Bedienerschnittstelle 34 für die weitere Synchronmaschine 31 und/oder ein Diagnosesystem 35 für die dritte und die vierte Steuereinrichtung 26, 27 implementiert sein.Also for the third and the fourth control device 26 . 27 can be a parent scheme 33 to be available. This scheme may be in one of the other processor cores 22 to 25 be implemented, for example in the processor core 24 , Also, in the remaining processor cores 25 again an operator interface 34 for the further synchronous machine 31 and / or a diagnostic system 35 for the third and the fourth control device 26 . 27 be implemented.

Bei entsprechend mehr Prozessorkernen können in dem Mehrkernprozessor 14 auch noch mehr Steuereinrichtungen, übergeordnete Regelungen, Bedienerschnittstellen und Diagnosesysteme implementiert werden.With correspondingly more processor cores, in the multi-core processor 14 even more control devices, higher-level controls, operator interfaces and diagnostic systems can be implemented.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache, effiziente und zuverlässige Weise eine koordinierte Steuerung sowohl des Erregerstroms IE als auch des Statorstroms IS möglich. Aufgrund der Einfachheit und Robustheit der erfindungsgemäßen Gestaltung ist es weiterhin möglich, die Steuersignale S1, S2 für die Umrichter 6, 7 für die Synchronmaschine 1 (bzw. die Steuersignale S3, S4 für die Umrichter 28, 29 für die weitere Synchronmaschine 31) derart zu ermitteln, dass sie herstellerneutral sind, also Umrichter verschiedener Firmen ansteuern können. Im Falle der Implementierung der Steuereinrichtungen 4, 5, 26, 27 für mehrere Synchronmaschinen 1, 31 ist es weiterhin auf einfache Weise möglich, die Steuerung der verschiedenen Synchronmaschinen 1, 31 zu koordinieren und zu synchronisieren. Dies kann beispielsweise im Falle einer Lastausgleichsregelung von Vorteil sein. Die Synchronisierung kann bis auf 10 ns genau sein.The present invention has many advantages. In particular, in a simple, efficient and reliable manner is a coordinated control of both the excitation current IE as well as the stator current IS possible. Due to the simplicity and robustness of the design according to the invention, it is also possible to control signals S1 . S2 for the inverters 6 . 7 for the synchronous machine 1 (or the control signals S3 . S4 for the inverters 28 . 29 for the further synchronous machine 31 ) To determine such that they are vendor neutral, so can drive converters of different companies. In case of implementation of the control devices 4 . 5 . 26 . 27 for several synchronous machines 1 . 31 Furthermore, it is possible in a simple manner, the control of the various synchronous machines 1 . 31 to coordinate and synchronize. This may be advantageous, for example, in the case of a load balancing control. The synchronization can be accurate to within 10 ns.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 311, 31: Synchronmaschinensynchronous machines
2, 302, 30: Erregerwicklungenexciter windings
3, 323, 32: Statorwicklungenstator windings
4, 5, 26, 274, 5, 26, 27: Steuereinrichtungencontrol devices
6, 7, 28, 296, 7, 28, 29: Umrichterinverter
8 bis 118 to 11: Ethernet-SchnittstellenEthernet interfaces
12, 1312, 13: EthernetkabelEthernet cable
1414: MehrkernprozessorMulti-core processor
15, 16, 18, 1915, 16, 18, 19: Prozessorkerneprocessor cores
17, 3317, 33: übergeordnete Regelungenhigher-level regulations
20, 3420, 34: BedienerschnittstellenOperator Interface
21, 3521, 35: Diagnosesystemediagnostic systems
22 bis 2522 to 25: weitere Prozessorkerne additional processor cores
IE, IE'IE, IE ': Erregerströmeexcitation currents
IE*, IS*, M*, n*IE *, IS *, M *, n *: Sollwertesetpoints
IS, IS'IS, IS ': Statorströmestator
MM: Momentmoment
nn: Drehzahlrotation speed
S1 bis S4S1 to S4: Steuersignalecontrol signals

Claims

Control method for an electrically excited synchronous machine (1) which has a field winding (2) arranged in a rotor of the synchronous machine (1) and a stator winding (3) arranged in a stator of the synchronous machine (1), - wherein a first control device (4) first control signals (S1) for a first inverter (6) determined and the first inverter (6) supplied with the first control signals (S1), - wherein the first inverter (6) the exciter winding (2) corresponding to the first control signals (S1) an excitation current (IE) is applied, - wherein a second control device (5) determines second control signals (S2) for a second converter (7) and the second converter (7) with the second control signals (S2) applied, - wherein the second converter ( 7), the stator winding (3) in accordance with the second control signals (S2) with a stator current (IS) applied, characterized in that the first control device (4) and the second control device (5) j each implemented in a separate processor core (15, 16) of a multi-core processor (14).

Control method according to Claim 1 , characterized in that the first control device (4) determines the first control signals (S1) based on a setpoint value (IE *) for the excitation current (IE) that the second control device (5) the second control signals (S2) based on a setpoint (IS *) is determined for the stator current (IS) and in that in a further core (18) of the multi - core processor (14) a higher order control (17) for the synchronous machine (1) is implemented, which the setpoints (IE *, IS *) for the Excitation current (IE) and the stator current (IS) determined and transmitted to the first and the second control device (4, 5).

Control method according to Claim 2 , characterized in that the higher-level control (17) receives a setpoint value (M *, n *) and an actual value (M, n) for a moment (M) or a rotational speed (n) of the synchronous machine (1) and that the higher-order Control (17) the setpoints (IE *, IS *) for the excitation current (IE) and the stator current (IS) based on the setpoint (M *, n *) and the actual value (M, n) for the moment (M) or determines the speed (n).

Control method according to Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that in another core (19) of the multi-core processor (14) an operator interface (20) for the synchronous machine (1) and / or a diagnostic system (21) for the first and the second control means (4, 5) are implemented ,

Control method according to one of the above claims, characterized in that the first and the second control means (4, 5) connect the first and the second control signals (S1, S2) to the first and the second converter via Ethernet interfaces (8 to 11). 6, 7) spend.

Control method according to one of the above claims, characterized in that - a third control device (26) determines third control signals (S3) for a third converter (28) and supplies the third converter (28) with the third control signals (S3), - that the third inverter (28) an excitation winding (30) of another electrically excited synchronous machine (31) according to the third control signals (S3) with a further excitation current (I ') applied, - that a fourth control means (27) fourth control signals (S4) for a determined fourth converter (29) and the fourth inverter (29) with the fourth control signals (S4) acted upon - that the fourth inverter (29) a stator winding (32) of the further synchronous machine (31) corresponding to the fourth control signals (S4) with a further stator current (IS ') is applied and - that the third control device (26) and the fourth control device (27) in two further cores (22, 23) of the multi-core processor (14) are implemented.

Control system for an electrically excited synchronous machine (1) having a field winding (2) arranged in a rotor of the synchronous machine (1) and a stator winding (3) arranged in a stator of the synchronous machine (1), the control system comprising a first control device (1). 4), the first control signals (S1) for a first inverter (6) determined and the first inverter (6) supplied with the first control signals (S1), so that the first inverter (6) the field winding (2) corresponding to the first Control signals (S1) with an excitation current (IE) applied, - wherein the control system comprises a second control device (5), the second control signals (S2) for a second inverter (7) determines and the second inverter (7) with the second control signals ( S2), so that the second converter (7) acts on the stator winding (3) in accordance with the second control signals (S2) with a stator current (IS), characterized in that the first S Expensive device (4) and the second control device (5) are each implemented in a separate processor core (15, 16) of a multi-core processor (14).

Control system after Claim 7 , characterized in that the first control device (4) determines the first control signals (S1) based on a setpoint value (IE *) for the excitation current (IE) that the second control device (5) the second control signals (S2) based on a setpoint (IS *) for the stator current (IS) and that the multi-core processor (14) has a further core (18), in which a higher-order control (17) for the synchronous machine (1) is implemented, which the setpoints (IE *, IS * ) for the excitation current (IE) and the stator current (IS) and transmitted to the first and the second control means (4, 5).

Control system after Claim 8 , characterized in that the higher-level control (17) is designed such that it has a desired value (M *, n *) and an actual value (M, n) for a moment (M) or a rotational speed (n) of the synchronous machine (1 ) and the setpoints (IE *, IS *) for the excitation current (IE) and the stator current (IS) based on the setpoint (M *, n *) and the actual value (M, n) for the moment (M) or Speed (s) determined.

Control system after Claim 7 . 8th or 9 , characterized in that the multicore processor (14) has a further core (19) in which an operator interface (20) for the synchronous machine (1) and / or a diagnostic system (21) for the first and the second control device (4, 5 ) are implemented.

Control system according to one of Claims 7 to 10 characterized in that the control system comprises Ethernet interfaces (8 to 11) via which the first and the second control means (4, 5) apply the first and the second control signals (S1, S2) to the first and the second converter (6 , 7) spend.

Control system according to one of Claims 7 to 11 , characterized in that - the control system comprises a third control device (26), the third control signals (S3) for a third inverter (28) and the third inverter (28) with the third control signals (S3) acted upon, so that the third Inverter (28) an excitation winding (30) of another electrically excited synchronous machine (31) according to the third control signals (S3) with a further excitation current (IE ') applied, - that the control system comprises a fourth control device (27), the fourth control signals ( S4) for a fourth inverter (29) and the fourth converter (29) with the fourth control signals (S4) acted upon, so that the fourth inverter (29) a stator winding (32) of the further synchronous machine (31) corresponding to the fourth control signals ( S4) with a further stator current (IS ') applied, - that the multi-core processor (14) has at least two further processor cores (22, 23) and - that the third Steuerei device (26) and the fourth control device (27) are implemented in the at least two further processor cores (22, 23).