Page - 6 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

1 Einleitung Verfahren eindeutig Drehzahlbereich Stillstand 0-4%NNenn 4%NNenn -Nmax Testpulsverfahren ja x x Testsignalverfahren nein x x Taktmusterverfahren nein x x EMK-Verfahren ja x Verfahren Sternschaltung / Messgrößen Dreieckschaltung Testpulsverfahren ja / ja Phasenströme Testsignalverfahren ja / ja Phasenströme Taktmusterverfahren ja /nein SpannungamSternpunkt EMK-Verfahren ja / ja Phasenströme Tabelle1.1:GeberloseVerfahren und derenEinsatzbereich über dieDrehzahl sowie derenAbhängigkeit von dem MaschinentypunddemMessprinzip (vereinfachteÜbersichtbasierendauf [26], [27]). Testpulsverfahren TestpulsverfahrensindVerfahrenzurgeberlosenWinkelerfassungderMaschine imStillstand und im niedrigen Drehzahlbereich (je nach Verfahren). Dazu werden Spannungspulse in unterschiedlicheelektrischeRichtungenderMaschineangelegt, umwinkelabhängigeStrom- antworten zu erzeugen. Je nachKonstruktion derMaschine sind relativ hohe Stromstärken für die magnetische Sättigung notwendig. Zusätzlich ist der auswertbare Unterschied der 6 magnetischer konstruktiver Asymmetrie (z.B. Vollpolmaschinenmit Ld = Lq) werden im Stillstandsowie imniedrigenundmittlerenDrehzahlbereichmitTestpulsverfahrenbetrieben. FürMaschinenmit ausgeprägter magnetischer konstruktiver Asymmetrie (z.B.Maschinen mitvergrabenenMagnetenmitLd Lq)eignensich imniedrigenundmittlerenDrehzahlbe- reichVerfahrenmithochfrequenten,sinusförmigenTestsignalen[34]-[48].Alternativkönnen Verfahrenverwendetwerden,dieTestmusterdirekt indieAnsteuerung integrieren [49]-[62]. Weiterhin existieren geberlose Verfahren, welche die dritte Harmonische der Sternpunkt- spannungauswerten [15], [63]-[68]. ImhöherenDrehzahlbereichsolltendiemeistenPMSM mitgeberlosenelektromagnetischeKraft (engl. back-EMF) (EMK)-Verfahren, basierendauf der Auswertung der induzierten Spannung, betrieben werden [69]-[75]. Aus der Literatur (beispielsweise in [27]) ist bekannt, dass dieVerfahren ohne zusätzliche Testsignale stabile Winkelberechnungenbis zurmaximalenDrehzahl erlauben. Induktivitäten gegebenenfalls sehr gering. Daher werden bei allen Testpulsverfahren hohe AnforderungenandieStromsensorikgestellt. In [29] und [30] wird gezeigt, dass sich die maximale Stromamplitude nach jedem Test- puls abhängig vomRotorwinkel ergibt. Bei Spannungspulsen, die nicht zur Sättigung der