Verfahren zum Betreiben einer permanenterregten Drehstromma schine mit einem Läufer und einem Sanftstarter und Drehstrom maschine

Eine Drehstrommaschine wandelt mechanische Energie in Dreh strom oder Drehstrom in mechanische Energie um. Sie kann grundsätzlich als elektrischer Generator oder als Elektromo tor betrieben werden. Als Sanftanlauf werden Maßnahmen zur Leistungsbegrenzung beim Einschalten eines elektrischen Gerä tes, beispielsweise eines elektrischen Motors, bezeichnet.

Drehstrommaschinen werden gemäß der IEC-Norm 60034 anhand ih res Wirkungsgrades in verschiedene Energieeffizienzklassen eingeteilt. Gerade im unteren Leistungsbereich bis ca. 20kW lassen sich die gesetzlichen Wirkungsgrade für Elektroantrie be nur schwer einhalten, weshalb vermehrt die Verwendung von Permanentmagneten im Rotor angestrebt wird, z.B. als Perma nenterregte Synchronmaschine (PMSM) .

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer solchen permanenterregten Synchronmaschine M, in der Ausführung als Innenpolmaschine mit einem Stator St und einem Läufer L. Der Läufer umfasst einen magnetischen Nordpol N und Südpol S. Der Stator St umfasst Wicklungsstränge U, V, W. Die Darstellung ist lediglich beispielhaft zu verstehen und hat keine ein schränkende Wirkung auf den Schutzbereich des beanspruchten Gegenstands .

Dieser Maschinentyp ermöglicht zwar hohe Energieeffizienzgra de, jedoch sind der Start sowie der Betrieb am starren Netz nicht ohne weiteres möglich.

Um dies zu ermöglichen, kann ein Dämpferkäfig im Läufer der Maschine vorgesehen werden, welcher zwar einen sicheren Hoch lauf am starren Netz ermöglicht, jedoch das speisende Netz durch sehr hohe Anlaufströme stark belastet. Ebenso ist der Betrieb an einem geeigneten leistungselektro nischen Stellglied, wie zum Beispiel einem Frequenzumrichter oder Sanftstarter möglich. Hier stellt insbesondere der Ein satz eines SanftStarter, auch Sanftanlaufgerät genannt, eine kostenfreundliche Lösung zum Hochlauf einer permanenterregten Synchronmaschine am starren Netz dar. Ein solcher Sanftstar ter reduziert beim Einschalten (z. B. mittels Phasenan schnitt) die Spannung und erhöht diese langsam bis zur vollen Netzspannung. Ein derartiger Sanftanlauf ist allerdings häu fig nur im lastlosen Zustand oder bei geringer Last möglich. Derzeit ist hierfür jedoch noch keine marktreife Lösung be kannt .

In der Dissertation von Dr. Marcel Benecke (Universität Mag deburg) mit dem Titel "Anlauf von energieeffizienten Syn chronmaschinen mit Drehstromsteller" wird eine Lösung zum Hochlauf der permanenterregten Synchronmaschine an einem Sanftstarter vorgestellt. Das in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren benötigt jedoch den aktuellen Polradwinkel der Ma schine, sodass die für die Arbeit verwendeten Motoren mit ei nem entsprechenden Gebersystem ausgestattet werden mussten. Unter einem Geber versteht man Drehzahl- und Lagegeber. Diese erfassen die mechanischen Größen Drehzahl und Lage. Ihre Sig nale sind erforderlich, um die Regler mit Istwerten zu ver sorgen und die vorhandenen Lage- und Drehzahlregelkreise zu schließen. Für die vektoriellen Regelverfahren bei Drehstro mantrieben dienen die Lage- und Drehzahlsignale auch als wichtige Eingangsgröße für den Stromregelkreis. Der Geber er fasst in diesem Fall die Drehzahl und/oder Lage unmittelbar an der Motorwelle.

Das Gebersystem wirkt sich negativ auf die Kosten und die Verfügbarkeit des Systems aus, was derzeit eine SanftStarter lösung für hocheffiziente Motoren unattraktiv macht. Aus die sen Gründen ist ein Verfahren zum Hochlauf ohne Geber anzu streben . Das benötigte Verfahren unterscheidet sich zu den im Stand der Technik bekannten geberlosen Verfahren dahingehend, dass es für einen Thyristorsteller und nicht einen Frequenzumrich ter verwendbar sein muss. Somit sind diese bekannten Verfah ren nicht anwendbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer permanenterregten Synchronmaschine ohne Geber anzugeben, das einen Positionierbetrieb ermöglicht. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine permanenterregte Synchronmaschine ohne Geber anzugeben, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet .

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer permanenterregten Drehstrommaschine mit einem ein Läufer und mit einem Sanfts tarter vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Sl) Beaufschlagen zweier Phasen der Drehstromma schine mit mehreren Strompulsen, bis sich der Läufer in einer ersten Position ausgerichtet hat; und S2) Beaufschlagen zwei er anderer Phasen der Drehstrommaschine mit mehreren Strom pulsen, bis sich der Läufer in einer anderen, zweiten Positi on ausgerichtet hat.

Das Beaufschlagen zweier Phasen der Drehstrommaschine mit Strompulsen resltiert in einem Stromraumzeiger mit festem Winkel. Wird die Drehstrommaschine mit einem solchen pulsie renden Stromraumzeiger bestromt, bringt sie ein Drehmoment auf, solange der Flusswinkel des Rotorflusses nicht mit dem Winkel des pulsierenden Ständerstromraumzeigers überein stimmt. Sobald die Übereinstimmung der Flusswinkel des Rotor flusses und dem Winkel des pulsierenden Ständerstromraumzei gers vorliegt, hat sich der Läufer in einer Position ausge richtet, die davon abhängt welche zwei der drei Phasen (d.h. U+ und V-, V+ und W-, U- und W+, U- und V+, V- und W+ sowie U+ und W-, wobei das „+" und das jeweils die positive bzw. negative Polarität anzeigt) der Drehstrommaschine mit Strom beaufschlagt sind und welche Polarität der Strom auf weist. Das Verfahren ermöglicht die Nutzung in Positionieranwendun gen, um eine gewünschte Position schrittweise anzufahren. Hierdurch kann die Funktionalität eines Schrittmotors bei ei ner Drehstrommaschine mit Sanftstarter nachgebildet werden.

Hierzu ist zweckmäßigerweise vorgesehen, den Schritt S2) ite rativ zu wiederholen, wobei die zwei mit den mehreren Strom pulsen beaufschlagten Phasen zwei andere Phasen als die zeit lich zuvor mit Strom beaufschlagten zwei Phasen sind. Hier durch wird die fortlaufende, jedoch schrittweise Drehung des Läufers der Drehstrommaschine bewirkt. Insbesondere werden in Schritt S2) die zwei zu bestromenden Phasen derart gewählt, dass der Läufer der Drehstrommaschine sich fortlaufend in der gleichen Drehrichtung dreht. Anders ausgedrückt wird der Läu fer schrittweise, insbesondere in einer Richtung, gedreht.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Läufer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bestromungen jeweils zweier unterschied licher Phasen um 60° (elektrische Grad) gedreht wird.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn Schritt S2) frühestens ausge führt wird, nachdem der Läufer in dem zeitlich vorausgegange nen Schritt Sl) oder S2) die erste bzw. zweite Position er reicht hat. Mit anderen Worten wird nach dem Erreichen der durch die zwei bestromten Phasen der Drehstrommaschine zuge ordneten/vorgegebenen Position diese Position zumindest kurz fristig gehalten bevor das Bestromen zweier anderer Phasen des Drehstrommotors beginnt, um den erwünschten schrittweisen Betrieb zu ermöglichen.

Die Feststellung, ob bzw. wann die erste bzw. zweite Position erreicht ist, kann durch die Bestimmung erfolgen, dass die Drehzahl des Läufers im vorangegangenen Schritt Null erreicht hat. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Dreh zahl periodisch um die Drehzahl Null herum pendelt, was sich prinzipbedingt aus der Ansteuerung der Drehstrommaschine durch den Sanftstarter ergibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Feststellung, ob bzw. wann die erste bzw. zweite Po- sition erreicht ist, durch die Bestimmung erfolgen, dass eine in den Phasen der Drehstrommaschine induzierte Spannung Null ist. Befindet sich der Läufer in einem statischen Zustand, so kann während der prinzipbedingten Sperrzeit der Thyristoren des SanftStarters keine Spannung in den Phasen der Drehstrom maschine gemessen werden. Die Auswertung des Vorhandenseins und der zeitlichen Veränderung der induzierten Spannung er möglicht ohne weitere Sensorik den Rückschluss, ob sich der Läufer dreht oder nicht.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine vorgegebene Zeitdauer zwischen dem Erreichen der ersten bzw. zweiten Po sition und dem Ausführen des nächsten Schritts S2) konstant ist. Hierdurch wird eine schrittweise Drehung mit „konstan ter" Drehzahl des Läufers ermöglicht.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Amplitude der mehreren Strompulse derart gewählt wird, dass die erste bzw. zweite Position vor dem Erreichen einer vorgegebenen Zeitdau er ab dem Beaufschlagen zweier Phasen der Drehstrommaschine mit den mehreren Strompulsen erreicht wird. Durch die

Amplitude der Strompulse kann das von der Drehstrommaschine erzeugte Drehmoment und damit die Endrehzahl bis zum Errei chen der ersten bzw. zweiten Position beeinflusst werden. Die Amplitude der Strompulse kann z.B. in Abhängigkeit einer überlagerten Mechanik und/oder der mit dem Läufer gekoppelten Last anzupassen sein, um innerhalb einer vorgegebenen Zeit die Erreichung der ersten bzw. zweiten Position sicherzustel len .

Hierbei kann vorgesehen sein, die Amplitude der mehreren Strompulse innerhalb eines Schritts Sl) und/oder S2) konstant zu halten. Alternativ kann vorgesehen sein, die Amplitude der mehreren Strompulse innerhalb eines Schritts Sl) und/oder S2) zu variieren. Die Variation erfolgt insbesondere derart, dass, ausgehend von einem Amplituden-Startwert , die Amplitude der Strompulse auf einen im Vergleich höheren Amplituden- Endwert angehoben wird. Für den Betrieb der Drehstrommaschine als Schrittmotor ist es ferner zweckmäßig, wenn die Amplitude der mehreren Strompulse in den Schritten Sl) und S2) in Abhängigkeit einer vorgegebe nen „Drehzahl" des Läufers eingestellt wird. Hierdurch lässt sich die Drehgeschwindigkeit des Läufers für eine bestimmte Anwendung der Drehstrommaschine als Schrittmotor festlegen.

Es wird ferner eine Steuereinrichtung für eine Drehstromma schine mit Sanftstarter vorgeschlagen, die sich dadurch aus zeichnet, dass diese dazu eingerichtet ist, das hierin be schriebene Verfahren durchzuführen. Hiermit sind die gleichen Vorteile verbunden wie diese in Verbindung mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.

Weiter wird eine Drehstrommaschine mit Sanftstarter vorge schlagen. Diese ist zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wodurch ein Halten der Drehstromma schine ermöglicht ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher er läutert :

Fig. 1 einen Schnitt durch eine beispielhafte Drehstrom- Maschine ;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen

Aufbaus ;

Fig. 3 ein Diagramm der Stromrichtung mit diskreten Strom raumzeigern;

Fig. 4 zeitliche Verläufe der Netzspannung, des Motor

stroms, des mechanischen Rotorwinkels, der Rotor drehzahl und des elektrisch erzeugten Drehmoments einer Drehstrommaschine mit Sanftstarter im Halte betrieb bei einem konstanten Gegenmoment; und

Fig . 5 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 2 zeigt den prinzipiellen gewünschten Aufbau der als permanenterregte Synchronmaschine M ausgebildeten Drehstrom maschine mit Sanftstarter SS (Z.B. Sirius-SanftStarter) ohne Geber und mit Geber G links. Wie eingangs beschrieben, kann die Drehstrommaschine z.B. als eine Innenpolmaschine mit ei nem Stator St und einem Läufer L ausgebildet sein. Der Läufer L umfasst einen magnetischen Nordpol N und Südpol S. Der Sta tor St umfasst Wicklungsstränge U, V, W. Der Läufer L kann z.B. drehfest (oder über ein Getriebe) mit einer nicht darge stellten Welle verbunden sein, welche von einer externen Last mit einem, insbesondere konstanten, Moment beaufschlagt ist.

Mit Hilfe des nachfolgend beschriebenen Verfahrens kann die Drehstrommaschine M als Schrittmotor betrieben werden, wobei der Läufer L Schritt für Schritt um einen bestimmten Winkel gedreht wird, wobei im Wesentlichen die Pausenlänge zwischen zwei Drehschritten die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle vor gibt. Das Verfahren kann bei der Bewegung von vertikalen oder horizontalen Bewegungen, z.B. bei Werkzeugmaschinen oder För derbändern, zum Einsatz kommen. Insbesondere kann mit Hilfe des Verfahrens eine genaue Positionierung von Gegenständen erfolgen, in dem eine gewünschte Position schrittweise ange fahren wird.

Das nachfolgend genauer beschriebene Verfahren nutzt ein in der WO 2018/072810 Al beschriebenes Verfahren der Anmelderin, mit dem mit Hilfe des SanftStarters SS ein Stromraumzeiger mit festem Winkel und pulsierender Amplitude erzeugt werden kann, um ein Drehmoment aufzubringen, das in der Größe dem der externen Last entspricht und diesem entgegenwirkt.

Hierzu wird die Maschine mit pulsenden Strömen in definierter Richtung beaufschlagt und durch diese in eindeutiger Richtung ausgerichtet. Ebenso wird der Stromverlauf analysiert, sodass ermittelt werden kann, ob sich die Maschine überhaupt bewegt. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte genauer erläutert. Während des gesamten Ablaufs werden immer lediglich zwei Ven tile, bestehend aus zwei antiparallelen Thyristoren des SanftStarters , gezündet, sodass nur zwei Motorphasen strom durchflossen sind. Die dritte Motorphase führt keinen Strom, da das entsprechende Ventil des SanftStarters SS sperrt. Fol gerichtig gilt für diesen Zustand, dass die beiden strom durchflossenen Phasen dem Betrage nach denselben Strom füh ren, jedoch mit unterschiedlichen Vorzeichen. Dies hat zur Folge, dass der Stromraumzeiger in einem ständerfesten Koor dinatensystem lediglich auf drei festen Achsen verlaufen kann und die Stromraumzeigerlänge sich zeitabhängig ändert.

Berücksichtigt man die Stromrichtung, sind insgesamt sechs (6) diskrete Stromraumzeiger möglich, wie die strichlierten Linien in Fig. 3 zeigen. In Quadrant I sind die Phasen V und W gezündet, in Quadrant II die Phasen U und W, und in Quad rant IV die Phasen U und V.

Durch den Stromfluss in eine der sechs möglichen Richtungen wird ein ebenso ausgerichtetes Feld in der Maschine aufge baut. Ist die Flussachse der Maschine nicht in dieser durch den Strom determinierten Richtung, entsteht ein Drehmoment und die Maschine beginnt sich in Richtung des Ständerstrom raumzeigers zu drehen - sie richtet sich also von alleine in Stromrichtung aus. Sobald die Flussachse der Maschine mit der Stromrichtung zusammenfällt, entsteht kein Drehmoment mehr.

Um sicherzustellen, dass die Ausrichtung der Maschine mit ei nem festgelegten Maximalstrom (und damit auch mit einem maxi malen Drehmoment) durchgeführt wird, wird zunächst der opti male Zündwinkel ermittelt. Dieser wird bei allen weiteren Ausrichtvorgängen verwendet.

Hierfür werden zwei Thyristoren bei einem sehr großen Zünd winkel (z.B. 180°) lediglich einmalig gezündet und der

Amplitudenwert der Phasenströme ermittelt. Durch den großen Zündwinkel sind die an der Maschine wirksame Spannungszeit fläche und damit das Maximum des resultierenden Stroms sehr gering. Ist die Stromamplitude geringer als ein definierter Maximalwert, wird der Zündwinkel des Thyristorstellers lang sam von z.B. 180° verringert und der Stromamplitudenwert wie der mit dem Maximalwert verglichen. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis der Amplitudenwert ausreichend nahe am Maximalwert liegt. Bei allen weiteren Messungen muss der Amplitudenwert der Ströme kontinuierlich überwacht und gege benenfalls der optimale Zündwinkel nochmals angepasst werden. Vereinfachend wird im Weiteren vorausgesetzt, dass dies nicht nötig ist.

Eine Berechnung kann dabei wie folgt aussehen:

Phase U und V werden gezündet und der Strom in Phase U ist positiv. So ist der Winkel im Vektor -30°. Bei Anwendung der bekannten Clarke/Park Transformation mit dem elektrischen Winkel der Maschine f kann der den Drehmoment bildende Strom I _q berechnet werden:

Folglich wird das Drehmoment berechnet als (L _d = L _q )

Das Drehmoment wird 0 wenn der elektrische Winkel = -30° ist

Während der Ermittlung des optimalen Zündwinkels hat sich die Maschine aufgrund der pulsierenden Ströme bereits ausrichten können. Es ist jedoch hiermit noch nicht sichergestellt, dass die Maschine bereits vollständig ausgerichtet ist. Aus diesem Grund werden die Thyristoren des SanftStarters noch mehrmals (die Anzahl ist kalibrierbar) mit dem ermittelten optimalen Zündwinkel gezündet, sodass am Ende davon ausgegangen werden kann, dass sich die Maschine nicht mehr bewegt und somit aus gerichtet ist. Abschließend wird der Verlauf des Stromraum zeigers während eines Zündvorgangs aufgezeichnet und bei den nachfolgenden Messungen als Referenzverlauf verwendet.

Die Drehstrommaschine wird also mit einem Stromraumzeiger mit festem Winkel und pulsierender Amplitude bestromt, indem die Thyristoren lediglich zweier Motorphasen gezündet werden, während die dritte Phase nicht gezündet wird. Anhand des An steuerwinkels kann die Amplitude des Stromraumzeigers einge stellt werden.

Wird die die Drehstrommaschine M durch den Sanftstarter mit einem solchen pulsierenden Stromraumzeiger bestromt, bringt sie ein Drehmoment auf, bis der Flusswinkel mit dem Winkel des pulsierenden Ständerstromraumzeigers übereinstimmt. Dann hat die Drehstrommaschine einen statischen Zustand erreicht und hat entweder eine erste Position oder eine zweite Positi on eingenommen - abhängig davon, ob es sich um eine erstmali ge Bestromung gemäß Schritt Sl) oder eine erneute (folgende) Bestromung gemäß Schritt S2) handelt.

Durch den Sanftstarter SS und die oben beschriebene Ausrich tung des Läufers L ist eine Bestromung in sechs (6) verschie dene Richtungen eines wie in Fig. 3 gezeigten alpha/beta- Koordinatensystems möglich. Entsprechend der Bestromung rich tet sich der Läufer in die Richtung der Bestromung aus. Wer den jeweils zwei Phasen U, V, W der Drehstrommaschine itera tiv derart bestromt, dass eine Ausrichtung des Läufers in die sechs Richtungen des alpha/beta-Koordinatensystems nacheinan der (z.B. in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrich tung) erfolgt, ist der Betrieb ähnlich einem Schrittmotor möglich, wobei der Läufer L zwischen zwei aufeinander folgen den Bestromungen jeweils zweier unterschiedlicher Phasen um 60° (mechanischer Winkel) gedreht wird.

Die Bestromung der jeweils zwei Phasen U, V, W erfolgt dabei derart, dass eine erneute (folgende) Bestromung frühestens ausgeführt wird, nachdem der Läufer L in der zeitlich vorher gehenden Bestromung zweier anderer Phasen seine Ausrichtung sicher erreicht hat. Die Pause ab dem sicheren Erreichen der Ausrichtung kann beliebig lang oder kurz sein, je nachdem, welche Drehgeschwindigkeit des Läufers im Schrittbetrieb er reicht werden soll.

Ob der Läufer L in der zeitlich vorgehenden Bestromung seine Ausrichtung (welche der ersten bzw. zweiten Position ent spricht) erreicht hat, kann durch die Bestimmung erfolgen, dass die Drehzahl des Läufers im vorangegangenen Schritt Null erreicht hat. Hierunter ist insbesondere auch die Situation zu verstehen, dass die Drehzahl periodisch um die Drehzahl Null herum pendelt, was sich Prinzip bedingt aus der Ansteue rung der Drehstrommaschine durch den Sanftstarter ergibt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Feststellung, ob bzw. wann die Ausrichtung (welche der ersten bzw. zweiten Position entspricht) erreicht ist, durch die Bestimmung erfolgen, dass eine in den Phasen der Drehstrommaschine induzierte Spannung Null ist. Befindet sich der Läufer in einem statischen Zu stand, so kann während der Prinzip bedingten Sperrzeit der Thyristoren des SanftStarters keine Spannung in den Phasen der Drehstrommaschine gemessen werden. Die Auswertung des Vorhandenseins und der zeitlichen Veränderung der induzierten Spannung ermöglicht ohne weitere Sensorik den Rückschluss, ob sich der Läufer dreht oder nicht.

Die Amplitude der Strompulse wird in Abhängigkeit einer

(nicht dargestellten) überlagerten Mechanik, die mit dem Läu fer L gekoppelt ist, und/oder der mit dem Läufer gekoppelten Last angepasst, um innerhalb einer vorgegeben Zeit die Errei chung der Ausrichtung entsprechend der bestromten Phasen (d.h. der ersten bzw. zweiten Position) sicherzustellen.

Hierbei kann vorgesehen sein, die Amplitude der mehreren Strompulse innerhalb der Bestromung zweier Phasen konstant zu halten. Alternativ kann vorgesehen sein, die Amplitude der mehreren Strompulse zwischen zwei (zeitlich aufeinanderfol genden) Bestromungen konstant zu halten oder zu variieren.

Die Variation erfolgt insbesondere derart, dass, ausgehend von einem Amplituden-Startwert , die Amplitude der Strompulse auf einen im Vergleich höheren Amplituden-Endwert angehoben wird. Alternativ kann, ausgehend von einem Amplituden- Startwert, die Amplitude der Strompulse auf einen im Ver gleich niedrigeren Amplituden-Endwert reduziert werden.

Für den Betrieb der Drehstrommaschine als Schrittmotor ist es ferner zweckmäßig, wenn die Amplitude der mehreren Strompulse einer jeweiligen Bestromung in Abhängigkeit einer vorgegebe nen „Drehzahl" des Läufers eingestellt wird. Hierdurch lässt sich die Drehgeschwindigkeit des Läufers für eine bestimmte Anwendung der Drehstrommaschine als Schrittmotor festlegen.

Fig. 4 zeigt zeitliche Verläufe der Netzspannung U _N , des Mo torstroms I _M , des mechanischen Rotorwinkels _m , der Rotor drehzahl n _m und des elektrisch erzeugten Drehmoments M _M einer Drehstrommaschine mit SanftStarter, wobei beispielsweise stückweise sechs Positionen durchlaufenwerden. Bei t = 0 wird die Drehstrommaschine mit dem beschriebenen Stromraumzeiger mit pulsierender Amplitude beaufschlagt. Der mechanische Win kel ändert sich in allen sechs Positionen innerhalb von t = 0,1 sec = 100ms auf den stationären Endwert.

Die erste Position ist bei t = 0,1 sec erreicht. Zwischen 0,1 sec < t < 0,5 sec liegt die erste Position vor, d.h. die Pau se bzw. der statische Zustand beträgt 0,4 sec. Bei t = 0,5 sec wird die Drehstrommaschine mit dem nächsten (d.h. um 60° verdrehten) Stromraumzeiger mit pulsierender Amplitude beauf schlagt. Die zweite Position ist bei t = 0,6 sec erreicht. Zwischen 0,6 sec < t < 1,0 sec liegt die zweite Position vor, d.h. die Pause bzw. der statische Zustand beträgt 0,4 sec.

Die dritte Position ist bei t = 1,1 sec erreicht. Zwischen 1,1 sec < t < 1,5 sec liegt die dritte Position vor, d.h. die Pause bzw. der statische Zustand beträgt 0,4 sec. Bei t = 1,5 sec wird die Drehstrommaschine mit dem nächsten (d.h. um 60° verdrehten) Stromraumzeiger mit pulsierender Amplitude beauf schlagt, wobei der Verlauf, wie oben beschrieben, fortgeführt wird .

Die Änderung der mechanischen Rotorwinkels _m in der ersten Position ist erkennbar an der sich im Zeitraum zwischen 0 < t < 0,1 sec ändernden Amplitude des Motorstroms IM. Ab dem Er reichen des stationären Zustands bleibt die Amplitude des Mo torstroms IM dann gleich. Die Auswertung des Motorstroms IM als elektrische Kenngröße ermöglicht damit eine Bestimmung, ob der Haltezustand erreicht ist (d.h. der Läufer L dreht sich nicht) oder ob der Haltezustand nicht erreicht ist (d.h. eine Drehung liegt vor) .

Alternativ oder zusätzlich kann als elektrische Kenngröße ei ne in den Phasen der Drehstrommaschine induzierte Spannung ermittelt werden, um zu bestimmen, ob der Haltezustand des Läufers L erreicht ist oder nicht. Befindet sich der Läufer L in einem statischen Zustand, so kann während der prinzipbe dingten Sperrzeit der Thyristoren des SanftStarters SS keine Spannung in den Phasen der Drehstrommaschine gemessen werden. Andererseits wird bei einer durch die externe Last hervorge rufenen Drehung des Läufers in den Phasen der Drehstromma schine eine Spannung induziert, deren Vorhandensein und Höhe ermittelt wird. Die Auswertung des Vorhandenseins und der zeitlichen Veränderung der induzierten Spannung ermöglicht somit ebenfalls ohne weitere Sensorik den Rückschluss, ob der Läufer durch die externe Last gedreht wird oder nicht.

In der Praxis bewegt sich im stationären Zustand der Läufer L der Drehstrommaschine leicht, da der Motor in den Pulspausen durch das Gegenmoment in die eine und bei Bestromung in die andere Richtung beschleunigt wird. Der hierdurch entstehende Rippel des mechanischen Winkels beträgt im beschriebenen Fall ca. 6 Grad. Dennoch kann die Drehzahl n _m als Kriterium für das Erreichen des statischen Zustands auf einfache Weise aus gewertet werden. Fig. 5 zeigt einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfah rens. In Schritt S1 werden zwei der drei Phasen U, V, W der Drehstrommaschine M mit Strompulsen beaufschlagt, bis sich der Läufer L in einer ersten Position ausgerichtet hat. In Schritt S2 werden zwei andere Phasen U, V, W der Drehstromma schine M mit mehreren Strompulsen beaufschlagt, bis sich der Läufer L in einer anderen, zweiten Position ausgerichtet hat.

Das beschriebene Verfahren basiert alleine auf den in einem Seriengerät bereits vorhandenen Messwerten und benötigt keine zusätzliche Sensorik. Es ist somit möglich, ein bestehendes Produkt alleine durch eine Softwarelösung für den Betrieb ei nes IE4-Motors zu erweitern.