Page - 145 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

9 Zusammenfassung Mit dem heutigen Stand der Technik werden für den Betrieb von PMSM in Elektro- und HybridfahrzeugenWinkelsensoren eingesetzt. Für denErfolg vonElektro- undHybridfahr- zeugen in der Serienfertigung sindweitereReduktionen der Produktionskosten erforderlich. BeidemWinkelsensorsindEinsparungendurchgeringereAnforderungenandieGenauigkeit desSensorsmöglich.AlternativkanndiePMSMauchvollständigohneWinkelsensorbetrie- benwerden. In beiden Fällen ist eine zusätzlicheWinkelinformation von einemgeberlosen Verfahrenerforderlich. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Entwicklung eines neuen Konzeptes zur geberlosenRegelungvonPermanentmagnet-Synchronmaschinen.DazuwurdenmehrereVer- fahren fürdiegeberloseRegelungeingesetztunddenAnforderungenentsprechendneu-oder weiterentwickelt. InKapitel3wurdeeingeeignetesSimulationsmodellbasierendauf[24,25] fürdieEntwicklungdergeberlosenVerfahrenuntersucht.DasgewählteModellwurdeumein ModellderSternpunktspannungerweitert.DabeiwurdedetailliertaufdieHerleitungdesMo- dells sowie auf dieErstellungder benötigtenParameter ausFE-Berechnungen eingegangen. Als geberlosesVerfahren für den Stillstandwurde inKapitel 4 ein neues Testpulsverfahren vorgestellt.MitdemneuenTestpulsverfahrenwirddie initiale,eindeutigeWinkelbestimmung imStillstandrobustmiteinerrelativgeringenAnzahlvonTestpulsenermöglicht.Fürdennied- rigenbismittlerenDrehzahlbereich(≤10%NNenn)wurdederEinsatzvonTestsignalverfahren oderTaktmusterverfahrenvorgeschlagen. InKapitel5wurdenTestsignalverfahrenuntersucht undmodifiziert. Die Betriebsbereiche der Testsignalverfahren nach [34, 35] sind stark ein- geschränkt. Auchmit derVerbesserung nach [41] können großeBereiche nicht angefahren werden.UmdenBetriebsbereichdeseingesetztenTestsignalverfahrenszuerweitern,wurden dq-stromabhängige Kennfelder erzeugt, die die Amplitude und denOffset der berechneten Sinus-undKosinus-Komponenteentfernen.WeiterhinwurdeeinevonderMTPA-Trajektorie abweichende idq-Trajektorievorgeschlagen,umBereichemitniedrigerAmplitudederSinus- undKosinus-Komponentezuvermeiden.DasTaktmusterverfahrenwurde imKapitel6unter- sucht undweiterentwickelt. EinigeTaktmusterverfahren, beispielsweisenach [49], erfordern einesternverschaltetePMSMundeinezusätzlicheSpannungsmessungdesSternpunktes.Auf- grund der Einschränkung auf sternverschaltete PMSMund derKostensteigerung durch die Spannungsmessungeignen sichTaktmusterverfahrennicht für alleElektro- undHybridfahr- zeuge.DasVerfahrennach[49]weißteinstarkeStromabhängigkeitauf.DasVerfahrenwurde daher umeine stromabhängigeKompensation erweitert, umdenBetriebsbereich zu vergrö- ßern. Weiterhin wurde eine neue PWM-Ansteuerung entwickelt, die den Betriebsbereich zusätzlicherweitertunddieStandardabweichungdesWinkelfehlersreduziert.Gegenüberden Testsignalverfahren kann das neueTaktmusterverfahren über einen größerenArbeitsbereich robuste und genaueWinkelberechnungen liefern. Für den höherenDrehzahlbereich (>10% NNenn)wirdindervorliegendenArbeitdasEMK-Verfahrennach[72]eingesetzt.Beihöheren 145