Durch die feldorientierte Betriebsweise lassen sich Synchron- und Asynchronmaschinen mit vergleichbaren Momentenanregelzeiten wie eine fremderregte Gleichstrommaschine betreiben. Der Ersatz der elektrischen Erregung durch Permanentmagnete bei einer Synchronmaschine oder die Anwendung von streuarmen

Asynchronkurzschlußläufern ermöglichen die Realisierung eines hochdynamischen, schleifringlosen Antriebs. Die erforderliche Bestimmung der Lage des Rotorflusses ist bei Synchronmaschinen sehr einfach, da der Rotorfluß durch die Rotorlage und durch den Erregerstrom definiert ist, wohingegen bei der Asynchronmaschine Lage und Größe des Läuferflusses, der nicht direkt meßbar ist, aus den Ständerströmen und der Läuferdrehzahl über ein Modell berechnet werden müssen. Neben dem Drehzahlmesser für den drehzahlgeregelten Betrieb ist in beiden Fällen also noch ein Lagesensor zur Lageerfassung an den Motor anzubauen. Vernachlässigt man den Verlust an Robustheit und Wartungsarmut, der durch den Einbau der mechanischen Sensoren entsteht, so verbleibt noch der Nachteil, daß Bauraum zur Aufnahme der Zusatzaggregate benötigt wird, der insbesondere bei Servoantrieben in der Leistungsklasse bis 10kW einen relevanten Anteil am Gesamtvolumen der Maschine ausmachen kann. Um die aufwendige Sensorik ersetzen zu können, wurden Konzepte ohne mechanische Sensoren entwickelt, die eine Bestimmung der Rotorposition und der Winkelgeschwindigkeit aus den elektrischen Klemmengrößen ermöglichen. Ein unabhängig vom Umrichterkonzept arbeitendes Verfahren setzt dazu ein erweitertes Kalman-Filter ein, das auf einem geeignetem Maschinenmodell basiert. Im Echtzeitbetrieb sind aber nur solche Modelle der Maschine geeignet, die einerseits das stationäre und dynamische Verhalten möglichst exakt beschreiben und andererseits kleine Abtastzeiten zulassen. Dieser Beitrag stellt die Herleitung von verschiedenen Maschinenmodellen, die Anpassung an den Einsatz für das Kalman-Filter sowie den Vergleich in der Realisierung für die permanenterregte Synchronmaschine vor. Die Implementierung erfolgt auf einem digitalen Signalprozessorsystem (DSP) mit einem TMS320C30. Der Einsatz eines Kalman-Filters zum feldorientierten Betrieb einer Asynchronmaschine ohne mechanische Sensoren wurde wie in  beschrieben ebenfalls schon praktisch realisiert.