Page - 45 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

4 NeuesTestpulsverfahren DerBetriebdergeberlosenRegelungeinerPMSMmussbei jedemNeustartmiteinerabsolu- tenWinkelinformationinitialisiertwerden.FürdenNeustartwirdvorausgesetzt,dasssichdie elektrischeMaschineimStillstandbefindetundkeinelektrischerStromdurchdenStatorfließt. DiegeberloseBerechnungdesaktuellenRotorwinkelseinerPMSMimStillstandkannmittels Verfahren,welcheaufTestspannungspulsenbasieren,erfolgen.MitTestspannungspulsenwer- dendieinKapitel3beschriebenenwinkel-undstromabhängigenInduktivitätenangeregt.Die resultierendenStromantwortenbeinhaltendurchdaswinkelabhängigeÜbertragungsverhalten auswertbareWinkelinformationen. Für denBetrieb einer geberlosenWinkelbestimmung in Elektro- und Hybridfahrzeugen wird ein schneller Start mit hoher Sicherheit gefordert. In dervorliegendenArbeitwirddaher einneuesVerfahrenvorgestellt,welches, verglichenzum StandderTechnik,wenigerPulsebenötigtundeineerhöhteVerlässlichkeit bietet. DasVerfahren beruht auf der betreutenMasterarbeit [91], den Patentanmeldungen [92, 93] unddenPatenten[94,95].MitderbetreutenMasterarbeitunddenPatentanmeldungenwurden dieAbläufe von demTestpulsverfahren sowie von sinnvollenAlternativen veröffentlicht. In der vorliegendenArbeitwerden sämtlicheFormeln in denAbschnitten 4.2 und4.3 neuoder deutlichdetaillierter als indenBeiträgen [91] sowie [92]-[95]hergeleitet. Im Folgenden wird zuerst der benötigte Testspannungspuls des Verfahrens definiert. An- schließendwerden die resultierenden StromantwortenmitModellen hergeleitet und disku- tiert.AusgehendvondenStromantwortenwird ein neuesVerfahren vorgestellt,welches aus einerKalibrierung, einer initialenWinkelbestimmung,einergenauerenFeldbestimmungund derAuflösungder180◦Uneindeutigkeitbesteht.ZumAbschlusswerdenderzeitlicheAblauf sowieeineZusammenfassunggegeben. 4.1 Übersicht DasTestpulsverfahren injiziert Spannungspulse, umausden resultierendenStrömenaufden Winkel desRotorsφ zu schließen.Dazuwerdenbei inaktiverRegelungmit derLEmehrere Spannungspulse uabc unterschiedlicher elektrischer Richtungen mit definierter Amplitude und Länge in die Statorwicklungen der PMSM eingeprägt. Aus den jeweils gemessenen Strömen iabcwirdderabsoluteWinkel φˆ imBlockCTstpls berechnet (vgl.Abbildung4.1). 45