Die Permanenterregten Synchronmaschine (PSM) nimmt im Antriebsbereich von Elektro- und Hybridfahrzeugen eine tragende Rolle ein. Für dynamische drehzahlveränderliche Antriebe ist die Grundlage für eine optimale Ausnutzung und den zuverlässigen Betrieb der Maschine die Ansteuerung durch einen pulsweitenmodulierten Wechselrichter mit feldorientierter Regelung. Um eine PSM "feldorientiert" (d.h. ausgerichtet am Magnetfeld des Rotors) zu betreiben ist zu jedem Zeitpunkt die Information der exakten Magnetflussrichtung des Rotors in Relation zum bestromten Stator notwendig. Üblicherweise wird hierfür ein Rotorlagegeber eingesetzt, der die absolute Rotorposition als Winkelinformation für die Regelung bereitstellt. Die exakte Rotorlage einer PSM hat einen maßgeblichen Einfluss auf das korrekte Betriebsverhalten. Ein Ansatzpunkt zur Optimierung ist die Kompensation von Rotorwinkelfehlern. Ein zeitveränderlicher Winkelfehler verursacht über die Regelung einen entsprechenden Drehmoment Ripple. Diese beeinträchtigen den Antrieb durch höhere Geräusche, geringeren Komfort und schlechtere Effizienz. Ein zeitkonstanter Winkelfehler bedingt eine schlechtere Effizienz durch suboptimale Ansteuerung und verursacht eine schlechtere Drehmomenttreue. Mechanische Abweichungen zwischen Rotorfluss und Sensornulllage lassen sich mit unterschiedlich aufwändigen Verfahren ausgleichen. Eine vom Umrichter unabhängige Möglichkeit ist die Gleichstromspeisung der Statorwicklung der ungebremsten Maschine im Stillstand. Je nach Maschinenauslegung, speziell den Statorzahnformen, der Polbedeckung und Nutrastung richtet sich der Rotor in dem angelegten Gleichfeld mit unterschiedlicher Genauigkeit auf die magnetische Nullposition aus und es kann damit der gemessene Winkeloffset kompensiert werden. Diese Variante der Gleichstromspeisung lässt sich auch mit dem Zielumrichter und der Feldorientierten Regelung umsetzen, indem der Maschine im Stillstand ein stehender Stromzeiger eingeprägt wird, der eine Drehung des Rotors in Feldrichtung bewirkt. Als genauere Möglichkeit für den Betrieb mit dem Zielumrichter kann die reale Rotornulllage unter Auswertung der Drehmomentgleichung oder Spannungsgleichung des dq-Systems bei drehender Maschine identifiziert werden.


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    Titel :

    Kompensation von Rotorwinkelfehlern - Optimierungspotential bei Permanenterregten Synchronmaschinen


    Beteiligte:
    Racky, Bastian (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    7 Seiten, Bilder, 3 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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