Page - 126 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

7 VerbindunggeberloserVerfahren zugeführt (vgl.Abbildung6.1). ImFalle desTestsignalverfahrens hingegenwirddemBeob- achter die berechneteWinkeldifferenz direkt zugeführt (vgl. Abbildung 5.1). Oberhalb von 10%derNenndrehzahlwirddemBeobachter inbeidenFällendieberechneteWinkeldifferenz desEMK-Verfahrens zugeführt.Mit demBeobachterwird dieWinkelberechnungder unter- schiedlichen geberlosenVerfahren verbunden, aufbereitet und gefiltert. Im Folgendenwird dieStrukturdesBeobachtersnäherbeschrieben. 7.1 Beobachter Für denEinsatz derVerfahren imFahrzeug bieten sich übliche „Ein-Massen“- oder „Zwei- Massen“-Modelle des mechanischen Systems an, um einen Beobachter zu erstellen (vgl. beispielsweise [41, 83]). In der vorliegendenArbeit wurde für dieWinkelschätzung anders als in [82] einBeobachtermit einem„Ein-Massen“-Modell (vgl. [41])mit drei Integratoren unterBerücksichtigungdesMaschinendrehmoments sowiederReibmomenteverwendet. AlsZuständefürdenLuenberger-Beobachter[76]werdenderWinkelφ,dieWinkelgeschwin- digkeit �φ sowiedieWinkelbeschleunigung �φgewählt.DerWinkel unddieWinkelgeschwin- digkeitwerdenfürdenBetriebderfeldorientiertenRegelungbenötigt.DieWinkelbeschleuni- gungwirdgeschätzt,umbleibendeWinkelfehlerbeikonstanterBeschleunigungzuverringern. AlsEingangwirddasDrehmomentMEmmitdemMassenträgheitsmoment Jverwendet.Die AnzahlderPolpaarederelektrischenMaschinewirdmitderKonstantenpbezeichnet. Indem AntriebsstrangfälltdasReibmoment �φD J mitderReibungskonstanteDan.DieParameterL1, L2 und L3 können durch dieWahl geeigneter Polemit derMethode des „pole placement“ oder durch dieGewichtung desAusgangsfehlers imVerhältnis zumRegleraufwandmit der MethodedesLinear-QuadraticRegulator(LQR)bestimmtwerden(vgl.z.B. [90], [108]).Die ZustandsraumdarstellungdesBeobachters ergibt sichdamit zu:      �φ �φ �φ       =       0 1 0 0 −D J 1 0 0 0             φ �φ �φ       +       0 p J 0       MEm+       L1 L2 L3       ∆φ. (7.1) DasDrehmoment des Rotors MEmwird aus den Induktivitäten Ld und Lq, demFluss der PermanentmagneteΨPM unddenStatorströmen idund iqberechnet (vgl.Gleichung(7.2)und [3]): MEm= 3 2 p(ΨPMiq+ (Ld−Lq)idiq) . (7.2) In der vorliegendenArbeit wurden dieMessungen undUntersuchungen zu den geberlosen VerfahrenausschließlichamMaschinenprüfstanddurchgeführt.AmPrüfstandwirddieDreh- zahl der zu testendenPMSMvoneiner Prüfstandsmaschinemit deutlich höherermaximaler Leistunggeregelt.DurchdasDrehmoment derPMSMsinddaher nur vernachlässigbareBe- schleunigungenzuerwarten.FürdenBetriebamPrüfstandwerdendeshalbdasDrehmoment der Prüfstandsmaschine, das elektromagnetischeDrehmoment und dasReibmoment der zu 126