DirectTorqueKontrolle

DirectTorqueKontrolle (Direct Torque Control, DTC) ist ein Regelungsverfahren für Wechselstrommotoren, insbesondere Induktions- und Synchronmotoren, das Drehmoment und Statorfluss direkt steuert, um eine schnelle Leistungsregelung zu ermöglichen. Im Gegensatz zu klassischen, komplexeren vektororientierten Ansätzen verzichtet DTC weitgehend auf aufwändige Koordinatentransformationen und zentrale Regelkreise.

Funktionsprinzip: Aus Messdaten und Schätzern werden Statorfluss und elektromagnetisches Drehmoment ermittelt. Zwei Regler oder Hysterese-Comparatoren prüfen Abweichungen von Zielfluss bzw. Zieldrehmoment. Die resultierenden Signale bestimmen durch eine Inverter-Schaltstrategie – oft über eine Look-up-Tabelle oder Space-Vector-Ansatz – die passende Folge von diskreten Spannungsvektoren, die dem Motor zugeführt werden. Dadurch lässt sich die Regelgröße direkt beeinflussen, ohne eine separate Drehmoment- oder Flussregelung zu verwenden. Moderne Varianten verwenden zusätzlich Space-Vector-Modulation oder verbesserte Schätzer, um den Ripple zu verringern.

Vor- und Nachteile: DTC bietet eine sehr schnelle dynamische Reaktion, geringe Regelungskomplexität und robuste Leistung gegenüber Parametervariationen. Nachteile sind Torque-Ripple, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, variierende Schaltdichte und potenziell hörbares Geräusch. Die Genauigkeit hängt stark von der Qualität der Flux- und Torque-Schätzung ab. Varianten wie DTC mit Space-Vector-Modulation reduzieren den Ripple und verbessern Laufstrahlungen.

Anwendungen und Geschichte: DTC wird in Industrieantrieben, Förderungen, Pumpen, Lüftern und Werkzeugmaschinen eingesetzt; auch in der Antriebstechnik von Elektrofahrzeugen wird sie verwendet, häufig als Alternative zu Felderregelung (FOC). Die Direct Torque Control wurde in den 1980er Jahren von Takahashi und Noguchi für Induktionsmotoren eingeführt.