Wie jeder Antriebsstrang, so neigt auch der Antrieb von Elektro-PKWs zu Dreh- oder Torsionsschwingungen, die sowohl zu einer Verminderung der Lebensdauer als auch zu einem deutlichen Komfortverlust führen. Im Beitrag wird gezeigt, wie ein elektrischer Traktionsantrieb zusätzlich als aktives Dämpfungsglied eingesetzt werden kann. Grundlage hierfür ist, daß der Maschinenrotor, auf den das Luftspaltmoment einwirkt, selbst an den Schwingungen beteiligt ist und die Schwingungen bei einer niedrigen Frequenz auftreten. Grob kann man sagen, daß moderne Traktionsantriebe Bandbreiten besitzen, welche die aktive Dämpfung von Drehschwingungen mit einer Frequenz unterhalb von 10 Hz ohne Probleme ermöglichen. Besonders einfach und effizient gestaltet sich die aktive Dämpfung über die virtuelle Nachbildung eines physikalischen Dämpfungsterms. Die hierzu notwendigen Eingangsgrößen (Rotordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit) können gemessen oder über einen Beobachter nachgebildet werden. Grundlage des Beobachters ist ein 2-Massenmodell des Antriebsstranges. Der einzige Regelungsparameter, der einzustellen ist, ist der Dämpfungsfaktor, welcher die Größenordnung eines physikalischen Wertes besitzt. Über ihn kann im OnlineTuning ein beliebiges Systemverhalten eingestellt werden. Das System bleibt dabei immer stabil. Eine zusätzliche Implementierung der virtuellen Verkleinerung des Rotorträgheitsmoments kann zur Kompensation des Dynamikverlustes des aktiven Dämpfungsreglers eingesetzt werden. Der vorgestellte Regler zeichnet sich durch seine große Robustheit aus. Auch Nichtlinearitäten und eine Stellgrößenbegrenzung schränken die Funktionalität des linearen Reglers praktisch nicht ein. Das Störverhalten kann ebenfalls als praxistauglich bezeichnet werden.
Aktive Dämpfung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang von Elektro-PKWs
2001
20 Seiten, 20 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
Conference paper
German
Elektroauto , Elektroantrieb , Drehschwingung , Schwingungsanregung , Schwingungsverhalten , Schwingungsmessung , Schwingungsdämpfung , Frequenzbereich , Resonanzfrequenz , Schwächungskoeffizient , Simulationsmodell , Regelparameter , Regler , dynamisches Verhalten , aktive Dämpfung , Antriebsstrang
Aktive Daempfung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang von Elektro-PKWs
Automotive engineering | 2001
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