Elektrisch betriebene PKWs werden vor allem hinsichtlich Robustheit geringem Verbrauch sowie Kosten optimiert. Zu diesem Zweck werden unter anderem neue effektive Regelungen für elektrische Maschinen entwickelt. Außerdem werden vermehrt Verfahren für die geberlose Bestimmung der Rotorlage entwickelt und eingesetzt. In dieser Veröffentlichung wird eine neuartige Modellierung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM) mit Daten aus der Finite-Elemente-Methode (FEM) vorgestellt. Die Entwicklung neuer Regelungsalgorithmen für Permanentmagnet-Synchronmaschinen in Sternschaltung erfordert ein genaues Simulationsmodell, welches die Maschine inklusive der magnetischen Anisotropie detailliert nachbildet. Berechnungen der FEM berücksichtigen nichtlineare Effekte, wie die Sättigung von ferromagnetischen Materialien und Oberwellen vom magnetischen Fluss in der Maschine. Da FEM Simulationen üblicherweise wesentlich mehr Rechenzeit benötigen als die Berechnung mittels Differentialgleichungen, werden Kennfelder aus FEM Daten erstellt und für die Modellierung verwendet. Mit Messungen von einem Maschinenprüfstand werden die Qualitäten des Modells diskutiert.
This paper suggests a new approach in modeling Permanent-Magnet Synchronous Machines (PMSM) with data out of finite element calculations. New control methods for star connected permanent-magnet synchronous machines require a more accurate model including more detailed anisotropy. The finite element method (FEM) includes nonlinear effects such as saturation of the ferromagnetic materials, saliency and harmonics. As FEM calculations need more time than ordinary differential equation solvers, look-up tables are determined out of FEM data and then used as parameters in the differential equations of the machine. The new model is validated and discussed with measured data from the test bench.
Modellierung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit Daten aus der Finite-Elemente-Methode
2012
12 Seiten, 10 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Modellierung von Permanentmagnet Synchronmaschinen mit Daten aus der Finite Elemente Methode
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