Geberfreie Regelung permanenterregter Synchronmaschinen im elektrifizierten Antriebsstrang von Straßenfahrzeugen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker Verlag
2017
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| Schriftenreihe: | Berichte aus der Elektrotechnik
|
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| Beschreibung: | 162 Seiten Illustrationen, Diagramme |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN 11
ZUSAMMENFASSUNG 15
ABSTRACT 17
1 EINLEITUNG 19
1.1 ELEKTRISCHE ANTRIEBE IN
FAHRZEUGEN................................................................
19
1.2 EIGENSCHAFTEN VON IN FAHRZEUGEN EINGESETZTEN PERMANENTERREGTEN
SYNCHRON
MASCHINEN
...........................................................................................................
20
1.3 ANSTEUERUNG VON PMSM IN
FAHRZEUGEN.......................................................... 24
1.4 GEBERSYSTEME UND MOEGLICHKEITEN EINER GEBERFREIEN REGELUNG
.....................
26
1.4.1 BEKANNTE GEBERSYSTEME UND DEREN EIGNUNG FUER ANTRIEBE IN ELEKTRI
FIZIERTEN FAHRZEUGEN
............................................................................
26
1.4.2 GEBERFREIE REGELUNG FUER PMSM IN
FAHRZEUGEN..................................... 28
1.5 ZIELE DER ARBEIT UND VORGEHENSWEISE
............................................................. 28
2 GRUNDLAGEN 30
2.1 VERWENDETE
KOORDINATENSYSTEME......................................................................
30
2.2 MODELLIERUNG DER PERMANENTERREGTEN
SYNCHRONMASCHINE............................... 33
2.2.1 DAS MODELL DER ELEKTRISCHEN TEILREGELSTRECKE EINER PERMANENTERREG
TEN
SYNCHRONMASCHINE.........................................................................
33
2.2.2 BERECHNUNG DES INNEREN DREHMOMENTS
............................................... 36
2.2.3 DAS MODELL DER MECHANISCHEN TEILREGELSTRECKE EINER PERMANENTER
REGTEN SYNCHRONMASCHINE
...........................
40
2.3 LEISTUNGSELEKTRONIK ZUR SPEISUNG DER
PMSM................................................. 43
2.4 REGELUNG VON PERMANENTERREGTEN SYNCHRONMASCHINEN IN FAHRZEUGEN ....
46
2.4.1 DREHMOMENTREGELUNG MIT HILFE DES FELDORIENTIERTEN MODELLS
..................
47
2.4.1.1
SOLLSTROMBERECHNUNG.............................................................
48
2.4.1.2
STROMREGLER............................................................................
53
2.4.1.3 STOERGROESSENBEOBACHTER
........................................................... 55
2.4.1.4
DREHZAHLBILDUNG....................................................................
56
2.4.2 DREHMOMENTREGELUNG MIT HILFE VON
DIRECT-TORQUE-CONTROL..................59
2.4.2.1 EINFUEHRUNG YYDIRECT-TORQUE-CONTROL
......................................
60
2.4.2.2 DTC BEI PMSM MIT AUSGEPRAEGTER ANISOTROPIE
...................
61
2.4.2.3
SOLLWERTBERECHNUNG.................................................................
65
2.4.2.4 FLUSS- UND DREHMOMENTEN-REGLER
............................................
66
2.4.2.5
MASCHINENMODELLE.................................................................
68
3 BEKANNTE VERFAHREN ZUR GEBERFREIEN REGELUNG EINER PMSM 72
3.1 DIE GRUNDSAETZLICHEN FUNKTIONSWEISEN VON VERFAHREN ZUR GEBERFREIEN
REGELUNG 72
3.1.1 WINKELERFASSUNG - STAND DER
TECHNIK................................................. 73
3.1.1.1 AUSNUTZUNG DER
ANISOTROPIE.................................................. 74
3.1.1.2 AUFLOESEN DER 180-UNBESTIMMTHEIT
.....................................
76
3.1.1.3 ERFASSUNG DER INDUZIERTEN
SPANNUNGEN............................... 77
3.1.2 WINKELAUFBEREITUNG UND
DREHZAHLBILDUNG........................................... 79
3.1.2.1
KALMAN-FILTER..........................................................................
79
3.1.2.2 DREHZAHLBILDUNG MIT HILFE DER GEBERFREIEN VERFAHREN .
.
. 81
3.2 GAENGIGSTE GEBERFREIE VERFAHREN FUER PM
SM
.................................................... 82
3.2.1 VERFAHREN AUF BASIS DER
ANISOTROPIE.................................................... 82
3.2.1.1 DAS
INFORM-VERFAHREN........................................................
82
3.2.1.2 VERFAHREN MIT EINER ALTERNIERENDEN HOCHFREQUENTEN SIGNAL
INJEKTION
..................................................................................
88
3.2.2 VERFAHREN AUF BASIS DER INDUZIERTEN
SPANNUNGEN............................... 91
3.2.2.1 DER
FLUSSSCHAETZER....................................................................
91
3.2.2.2 BEOBACHTUNG DER INDUZIERTEN SPANNUNG
...................................
92
3.3 KRITERIEN ZUR BEWERTUNG GEBERFREIER VERFAHREN FUER DEN EINSATZ IN
FAHRZEUGEN 94
3.3.1 PARAMETERABHAENGIGKEIT
.........................................................................
94
3.3.2
GENAUIGKEIT............................................................................................
95
3.3.3
ENERGIEEFFIZIENZ......................................................................................
96
3.3.4 GERAEUSCHENTWICKLUNG
............................................................................
96
3.3.5 INTEGRIERBARKEIT IN EIN BESTEHENDES
REGELSYSTEM...................................97
3.4
BEWERTUNG...........................................................................................................
98
3.4.1 UNTERSUCHUNG DER GENAUIGKEIT
.............................................................
98
3.4.2 BEWERTUNG DER
ENERGIEEFFIZIENZ................................................................102
3.4.3 BEWERTUNG DER INTEGRATION IN EIN BESTEHENDES REGELSYSTEM
............
103
3.4.3.1 INTEGRATION DES INFORM-VERFAHRENS IN EIN REGELSYSTEM . 103
3.4.3.2 INTEGRATION DES HF-VERFAHRENS MIT ALTERNIERENDEM SIGNAL
IN EIN REGELSYSTEM
..................................................................
104
3.4.3.3 INTEGRATION DES FLUSSSCHAETZERS IN EIN REGELSYSTEM
............
105
3.4.3.4 INTEGRATION DES VERFAHRENS MIT HILFE DER BEOBACHTETEN IN
DUZIERTEN SPANNUNG IN EIN
REGELSYSTEM.................................106
3.4.4
ZUSAMMENFASSUNG.....................................................................................107
4 NEUARTIGES VERFAHREN ZUR GEBERFREIEN POSITIONSERFASSUNG FUER DEN STILL
STAND UND BEI NIEDRIGEN DREHZAHLEN 109
4.1
GRUNDLAGEN..........................................................................................................109
4.2 GLEICHUNGSSYSTEM ZUR BERECHNUNG DER ELEKTRISCHEN ROTORPOSITION IM
STILL
STAND UND BEI NIEDRIGEN DREHZAHLEN
..................................................................
111
4.3 ERFASSUNG DER BENOETIGTEN ELEKTRISCHEN GROESSEN
................................................115
4.3.1 ERFASSUNG DER STRANGSPANNUNGEN
..................
115
4.3.2 ERFASSUNG DER STRANGSTROEME
..................................................................
115
4.3.3 ERFASSUNG DER
STROMAENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT....................................116
4.3.3.1 ERFASSUNG DER
STROMSCHWANKUNGSBREITE.................................117
4.3.3.2 DIREKTE ERFASSUNG DER STROMAENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT . .118
4.3.3.3 VERGLEICH DER ERFASSUNGEN AM
PRUEFSTAND..............................123
4.3.3.4 UMGANG MIT SEHR KURZEN VERWEILDAUERN IN AKTIVEN SPAN
NUNGSZEIGERN
............................................................................125
4.4 IMPLEMENTIERUNG DES NEUARTIGEN VERFAHRENS
......................................................
128
4.4.1
UEBERSICHT.................................................................................................128
4.4.2 ANFORDERUNGEN AN DIE HARDWARE
............................................................
129
4.4.3 REALISIERUNG
.................................
129
5 ERPROBUNG DER GEBERFREIEN POSITIONSERFASSUNG IM GESAMTEN DREHZAHLBE
REICH 131
5.1 EINBINDUNG DER GEBERFREIEN POSITIONSERFASSUNG IN BESTEHENDE
REGELSYSTEME 131
5.1.1 KOMBINATION DES SMA-VERFAHRENS UND DES
FLUSSSCHAETZERS..................131
5.1.2 EINBINDUNG IN EINE FELDORIENTIERTE REGELUNG
..........................................
133
5.1.3 EINBINDUNG IN EIN
DIRECT-TORQUE-CONTROL-SYSTEM.................................133
5.2
MESSUNGEN.............................................................................................................136
5.2.1 STATIONAERES
VERHALTEN................................................................................136
5.2.1.1 FELDORIENTIERTE
REGELUNG...........................................................139
5.2.1.2
DIRECT-TORQUE-CONTROL.................................................................139
5.2.1.3 VERGLEICH DER STATIONAEREN
MESSUNGEN.......................................139
5.2.2 DYNAMISCHES
VERHALTEN............................................................................140
5.2.2.1
BESCHLEUNIGUNGSVORGANG...........................................................140
5.2.2.2 SPRUNGFOERMIGE BELASTUNG
...................................................141
5.2.2.3 SPRUNGFOERMIGE DREHZAHLAENDERUNG BEI NUTZUNG DES FLUSS
SCHAETZERS 143
A VERSUCHSANLAGE 145
A.L DIE
LEISTUNGSELEKTRONIK.......................................................................................146
A.2 DIE UNTERSUCHTEN
PMSM...................................................................................147
A.2.1 MASCHINE I
...............................................................................................147
A.2.2 MASCHINE I
I
............................................................................................148
A.2.3 MASCHINE
III............................................................................................149
A.3 DIE
BELASTUNGSMASCHINE....................................................................................150
A.4 DAS UEBERLAGERTE
DREHZAHLREGELSYSTEM..............................................................151
A.5 DIE UNTERLAGERTE STROMREGELUNG BEI F
O
R
........................................................152
A. 6 DIE UNTER LAGERTE FLUSS- UND DREHMOMENTREGELUNG MIT
DTC..........................153
B DATEN DER STROMMESSGLIEDER 154
B. L STROMWANDLER LEM LF 505-S
..........................................................................
154
B.2 STROMMESSZANGE SMZ 800
..............................................................................
155
LITERATURVERZEICHNIS
156
|
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