Page - 5 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

1.2 DarstellungdesEntwicklungsstands L(i,φ)= in(i)Acn(φ) in(i)= � 1 i1 i2 . . . im � cn(φ)= � 1 sin(φ) cos(φ) . . . sin(nφ) cos(nφ)�T A=        a0,0 a0,1 . . . a0,2n ... ... ... ... am,0 am,1 . . . am,2n        . (1.7) Eswirdvorgeschlagen,dasPolynomfürdieAbbildungderSättigungbiszumsechstenunddie Fourierreihe bis zumachtenGrad zu identifizieren (m= 6, n= 8).Damitwerden speicher- intensive Kennfelder mit relativ hohemRechenaufwand umgangen.Mit dem ganzzahligen Polynom-undFourieransatzergibt sich jenachVerhaltenderMaschineeinemehroderweni- ger starkeVereinfachung. In [20]wird einMaschinenmodell beschrieben,welches dieSätti- gungseffektedurchMultiplikationvonstromabhängigenFaktorenimabc-Koordinatensystem abbildet.DieFaktorenberücksichtigenentwedernurdied-oderdieq-Stromkomponente.Da- her lassensichnurEffektemit linearunabhängigend-undq-Stromkomponentennachbilden. Hingegenwerdenin[21]dieFlüssederdreiPhasenΨabc(iabc)abhängigvondenPhasenströ- men iabc ausFinite-Elemente (FE)-Simulationen berechnet, invertiert zu iabc(Ψabc)und in Kennfeldernabgelegt,umdieMaschinengleichungenuabc=Rabciabc+dΨabc/dt zu lösen. DamitwerdenOberwellensowieSättigungseffekteberücksichtigt.VonNachteildabeiist,dass sichdiemagnetischenFlüsseinderPMSMnurmitrelativhohemAufwandmessenunddamit verifizieren lassen. In [22]-[25]werdenModelle in dq- und in abc-Koordinaten vorgestellt, welcheOberwellenundSättigungseffekte in den Induktivitäten abbilden.Die Induktivitäten werdendabei ausFE-Simulationenberechnet. 1.2.3 GeberloseWinkelerfassung DiegeberloseWinkelerfassungwirdfürPMSMeingesetzt,umdenfürdie feldorientierteRe- gelungerforderlichenWinkelsensor entwedergünstiger auszuführenoderganzwegzulassen. Derzeit bekannte geberloseVerfahren für den Einsatzmit einer PMSMsind in einemoder zwei von drei Geschwindigkeitsbereichen einsetzbar. Es ergibt sich, dass unterschiedliche Verfahren für den Stillstand, für niedrige bzw.mittlere sowie für hoheDrehzahlen benötigt werden.DieVerfahrenbasierendabei auf zweiwesentlichenPrinzipien:derAuswertungder InduktivitätsänderungmittelseinerzusätzlichenAnregung(Testpulse,Testsignale,Änderun- genderAnsteuerungsmuster)oderderAuswertungderinduziertenSpannungbeiDrehungder Maschine.In[26],[27]werdenbekannteVerfahrengelistetundklassifiziert.Einevereinfachte Übersicht ist inTabelle1.1dargestellt. Bei jedemStart des Fahrzeugsmuss für die feldorientierte Regelung eine initiale, absolute und eindeutigeWinkelberechnung durchgeführt werden. Geeignete Verfahren stellen einen 5 berechneten initialenWinkel für das Systembereit, indemdie asymmetrische Induktivitäts- änderungbeistarkerSättigungderMaschineausgewertetwird[27]-[33].Voraussetzungdafür ist,dassmitzulässigemStatorstrom(|idq| ≤ Imax)einefürdieAuswertungausreichendstarke SättigungdesmagnetischenFlusseserzeugtwerdenkann.Maschinenmitgeringausgeprägter