Seite - 94 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

5 ModifiziertesTestsignalverfahren 94 MitsteigenderDrehmomentanforderungwirddas„Zweiwegeverfahren“oberhalbvon50Nm instabil. Es ist zu beachten, dass die dq-Ströme aufgrundder steigendenDrehmomentanfor- derung mit der MTPA-Trajektorie in Bereiche gelangen, in denen das Testsignalverfahren niedrigeAmplituden fürdieSinusHF-undKosinusHF-Komponenteerzeugt.Beidemneuen Testsignalverfahren hingegen lassen sichmit der verändertenTrajektorieDrehmomente von 0 Nm bis 100 Nm anfahren (vgl. Abbildung 5.23 sowie 5.17). Gegenüber dem Stand der Technik von Testsignalverfahren wird es mit dem neuen Testsignalverfahren möglich, den ArbeitsbereichdergeberlosenRegelungfürPMSMzuerweitern(vgl.Tabelle5.1undKapitel 8). 5.5 Zusammenfassung InKapitel 5wurde ein neuesTestsignalverfahrenmit einemerweitertenArbeitsbereich und verbesserter Winkelberechnung vorgestellt. Das neue Testsignalverfahren basiert auf dem Testsignalverfahrenaus [34,35]unddenErweiterungenaus [41]. FürdasTestsignalverfahrennach[34,35]wirdeinhochfrequentesTestsignalindied-Richtung derMaschineeingeprägt,umdiewinkelabhängigeInduktivitätalsQuellefüreinWinkelsignal zunutzen.AusdenStrömenwirdmiteinerdq-TransformationundmiteinerDemodulationder hochfrequentenSignalanteile sowiemitentsprechenderFilterungderRotorwinkelberechnet. Die Erweiterung aus [41] besteht aus derNutzung beider Seitenbänder des aufmodulierten Testsignals indenStrömen.Dazuwird eineDemodulationmit positiverTrägerfrequenzund eineDemodulationmitnegativerTrägerfrequenzdurchgeführt.DieKorrekturderPhasedurch dieHochpassfilterungsowiedasVerhaltenabhängigvonderLastundderDrehzahlwirdver- bessert (vgl.Abbildung5.19gegenüber5.20). In[45,47]wurdenFE-AnalysenzurDefinition eines stabilenBereichsüberdie idqStrömeohneAbhängigkeit derDrehzahldurchgeführt. Das vorgeschlagene, neue Testsignalverfahren berücksichtigt nicht nur die Signalkompo- nenten mit einem Sinus-Anteil aus [41], sondern auch Komponenten mit einemKosinus- Anteil.UnterVerwendungdesArkustangenskanndamitdieGrößedesmaximalenWertebe- reichs der berechnetenWinkeldifferenz verdoppeltwerden.Dazuwerden die SinusHF- und KosinusHF-Komponente abhängig von dem aktuellen dq-Strom vorab direkt am Prüfstand gemessen und in Kennfeldern abgelegt. Mit den Kennfeldern zur Skalierung, Mittelwert- und Phasenverschiebung der SinusHF- undKosinusHF-Komponentewird dieVerwendung desArkustangenswährenddesBetriebs ermöglicht. Zusätzlich ermöglicht dieMessungder SinusHF- undKosinusHF-Komponente über die dq-Strömeund dieDrehzahl amPrüfstand eineverbesserteAbschätzungdesstabilenBereichsdes realenGesamtsystemsgegenüberder Analyse von FE-Berechnungen aus [45, 47]. EineweitereVerbesserung des neuenVerfah- rens liegt in der Vergrößerung des Arbeitsbereichs auf höhere Drehmomente. Dazu wird eine veränderte Trajektorie für den dq-Strom abweichend von der MTPA-Trajektorie vor- geschlagen, umArbeitspunkte in denKennfeldernmit niedrigenAmplituden der SinusHF- undKosinusHF-Komponentezuvermeiden.Diedaraus resultierendenhöherenStromstärken werden imKapitel8mit anderengeberlosenVerfahrenverglichen.WeiterhinwurdedasVer- halten des Testsignalverfahrens für unterschiedliche Drehzahlen untersucht. Es ergibt sich,