Page - 13 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

1.2 DarstellungdesEntwicklungsstands Die Sternpunktspannung wird dabei wahlweise gegen die negative Batteriespannung oder gegen den Sternpunkt eines parallel geschalteten Widerstandsnetzwerks gemessen. Die drei durch entsprechende Messungen bestimmten Sternpunktpotentiale ergeben über die Zeit aufgetragen ein Spannungssignal mit drei Phasen. Wird das Signal über die Clarke- Transformation(vgl.AnhangA.2)alsSpannungszeigerimαβ-Koordinatensystemdargestellt, kannüberdasArgumentdesZeigers aufdenRotorwinkelgeschlossenwerden. DasVerfahrenwird in [51]-[59]weiterbehandelt.FürdiegeberloseRegelungmitdemTakt- musterverfahren ergibt sich ausgehend von [49] allerdings keinewesentlicheÄnderung. In [50] werden die geforderten Test-Schaltzustände für dieMessung der Sternpunktspannung durch alternativeTest-Taktmuster undBerechnungen erzeugt.DerVorteil dabei ist, dass die Schaltkombinationenbereits indenAnsteuerungssignalen fürdieErzeugungderNutzströme vorhanden sein können. Voraussetzung dafür ist immer, dass die Länge der zumessenden Schaltkombination für eine Sternpunktmessung ausreicht. Die Voraussetzung ist allerdings nur in bestimmtenBereichen derNutzbestromung erfüllt, da zum einen eine höhere Span- nungsausnutzung und zum anderen ein Rotorwinkel mit ausreichendem Abstand zu den Sektorübergängenbein ·60◦,n∈ [0,1,2,3,4,5]notwendig ist. DieSternpunktspannungwirdin[48]zusätzlichmithochfrequentenTestsignalenangeregtund entsprechendfürdieWinkelberechnungausgewertet.DiezusätzlicheAnregungmitTestsigna- lenundderenAuswertungmitdemSternpunktpotentialähneltderAnregungmitTestsignalen derTestsignalverfahrenausAbschnitt1.2.3,erfordertaberhöhereKostendurchdiezusätzliche Spannungsmessung. In [15], [63]-[68]wird alternativdiedritteHarmonische aufdemStern- punkt vonBrushlessDC (BLDC)-Maschinen für dieWinkelberechnung verwendet. Dabei werdendieWinkelausgehendvondenNulldurchgängenderdrittenHarmonischenbestimmt. Da jedeUmdrehung lediglich 6Nulldurchgänge aufweist sindWinkelfehler≤ 60°möglich. WegendergeringerenGenauigkeitsinddieVerfahren[15],[63]-[68]nureingeschränktgeeig- net.Von störendenEffekten auf der SternpunktspannungvonKurzschlussläufer-Induktions- maschinenwirdhingegen in [60]berichtet.Eswirdaberbeschrieben,wie sichdiewinkelab- hängigenÄnderungender Induktivitäten, aufdenenauchdasVerfahrenvon [49]beruht,mit PWM-Umschaltungen anregen lassen. DasVorgehen für die Berechnung des Rotorwinkels wirdnur unzureichendbeschrieben.EinVerfahren,welchesohnedenSternpunkt auskommt undsichstattdessenaufdieStromgradientenderPWM-Umschaltungenstützt,wirdin[61,62] beschrieben. Verfahren, die auf den Stromgradienten basieren, werden in der vorliegenden Arbeit nicht behandelt, da dieGenauigkeit der zumessenden Stromgradienten in aktuellen Serien-SteuergerätenvonElektro-undHybridfahrzeugennicht ausreicht. Die in der vorliegendenArbeit ausgewähltenTaktmusterverfahren nach [49] und [50] funk- tionierennurmitPMSM,die imSternverschaltet sind.WegendernotwendigenMessungder SternpunktspannungwährendderPWM-Perioden fallen zusätzlicheKosten an.Ähnlichwie beidemTestpuls-unddemTestsignalverfahrenwerdendurchdieAnregungderMaschinemit denTest-Taktmustern zusätzlicheStörungenaufdenStrömenerzeugt, die zuunerwünschten GeräuschenundVerlusten führen.DiegenanntenVerfahrenvernachlässigenbeiderWinkel- bestimmungAbhängigkeitenvonderGeschwindigkeit undvondenNutzströmen. 13