Page - 1 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

1 Einleitung 1.1 Bedeutungder Arbeit Steigende Preise für fossileBrennstoffe und ein immer stärkeresUmweltbewusstsein in der Bevölkerung erfordern eineMinimierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe. Notwendig wirdeineerhöhteSparsamkeit imUmgangmitverfügbarerEnergie, einhöhererAnteil rege- nerativerzeugterEnergieundtechnischeInnovationenzureffizientenNutzungderEnergie. In derAutomobilindustrie istderTrendverstärktdurchPolitikundneue technischeMöglichkei- ten besonders zu beobachten. Neben konventionellen Fahrzeugenmit erheblich geringerem Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß durchVerbesserungen derVerbrennung und der Abgasnachbehandlungwerden immermehrElektro-undElektrohybridfahrzeugeangeboten. DazuhatdiedeutscheBundesregierung folgendesZiel festgelegt: „Bis zumJahr2020sollen mindestens eineMillionundbis 2030mindestens sechsMillionenElektrofahrzeuge auf den Straßenfahren“(vgl. [1]). ImJahr2014warenallerdingsnur24.000stattderfürdenZeitraum vorgesehenen100.000Fahrzeuge inDeutschlandzugelassen (vgl. [2]).FürdenMassenmarkt sindnebeneinemgeringenSchadstoffausstoßundeiner ausreichendenReichweite vor allem die Kosten für Anschaffung und Unterhalt ausschlaggebend für einen dauerhaften Erfolg. Daher werden Elektromotoren, Leistungselektronik und Batterie hinsichtlich Energieeffizi- enzundKostenersparnisoptimiert.FürdenEinsatz inElektro-undHybridfahrzeugeneignen sichPermanentmagnet-SynchronmaschinenwegenihrerhohenEffizienzundLeistungsdichte, trotz steigenderPreise fürMetallevonSeltenenErden. In der vorliegendenArbeit wird einBeitrag zurKostenreduktion und zurVerbesserung der RobustheitderPermanentmagnet-Synchronmaschinegeleistet.Daskanndurchunterschiedli- chegeberloseVerfahrenerreichtwerden,die auf einenWinkelsensor (oderWinkelgeber) für die feldorientierteRegelungderPermanentmagnet-Synchronmaschineverzichten. 1.2 Darstellungdes Entwicklungsstands FürdieEntwicklungvonVerfahrenzurgeberlosenBestimmungdesRotorwinkels inPerman- entmagnet-Synchronmaschinen(PMSM)sindzunächstgeeigneteModellefürdieSimulation derMaschinezubetrachten.DieModellierungdesSystems,bestehendausBatterie, Inverter undMaschine, ist einwichtigerBestandteil in derEntwicklung vonneuenReglerkonzepten und Verfahren für die geberlose Regelung. Unerwünschte Störungen sowie Asymmetrien, welchedieErkennungderRotorlage ermöglichen, sollten in einerSimulationberücksichtigt werden.DielineareModellierungderPMSMistBestandteilderLehreunddientalsAusgangs- punkt fürweitereEntwicklungen.MiteinemgeeignetenModellzurSimulationderMaschine 1