Page - 2 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

1 Einleitung und der relevanten Effekte werden die Verfahren zur geberlosen Regelung entwickelt. Die EntwicklungvongeberlosenVerfahren lässt sich in unterschiedlicheBereiche abhängig von der Anregung, der Funktionsweise sowie der Drehzahl unterteilen. Im Folgenden werden, nach einer kurzenSystemübersicht (vgl.Abschnitt 1.2.1), die bekanntenMaschinenmodelle (vgl.Abschnitt1.2.2)undbekannteVerfahrenzurgeberlosenRegelung(vgl.Abschnitt1.2.3) erläutert. 1.2.1 System Die PMSMwird von einerLeistungselektronik (LE)mit den drei Phasenspannungen uabc versorgt (vgl. Abbildung 1.1). Um dem Fahrer das angeforderte Drehmoment zur Verfü- gung zu stellen, wird üblicherweise eine feldorientierte Stromregelung eingesetzt. Dafür wird ausgehend von der Drehmomentanfrage ein gültiger Arbeitspunkt mit den feldorien- tierten Soll-Strömen idq ∗ eingeregelt. Der Regler K arbeitet daher im feldorientierten dq- KoordinatensystemabhängigvonderaktuellenDrehzahlω.Fürdienotwendigendq/abc-und abc/dq-Transformationenwirdfür jedesRechenrasterdesReglersderaktuelleelektrischeRo- torwinkelφbenötigt. IndervorliegendenArbeitwirdderRotorwinkel fürdie feldorientierte RegelungalselektrischerWinkelvon0°bis360°angegeben.AbhängigvonderPolpaarzahlp sinddaherentsprechendvielfacheelektrischeUmdrehungenfüreinemechanischeUmdrehung notwendig. K LE PMSM idq ∗ - φ ω iabc udq ∗ idq abc/dq dq/abc d dt uabc ∗ uabc Abbildung1.1:Strukturder feldorientiertenRegelungeinerPMSM(modifizierteDarstellungbasierendauf [3]) 1.2.2 Modellierung FürdenAufbaueiner feldorientiertenRegelung(vgl. z.B. [3]-[7])werdenüblicherweiseMo- delle in dq-Koordinaten verwendet. Der Vorteil von Modellierungen und Regelungen im dq-Koordinatensystemliegt inderTrennungderStrom-Komponenten ineined-Komponente in Richtung des Rotormagnetfeldes und eine q-Komponente quer zur d-Richtung für die Drehmomentbildung. Eine ideale Trennung der Komponenten ist nur bei linearenVerhält- nissenundMaschinenmit vernachlässigbaremReluktanzmomentmöglich.AlsErweiterung 2