Seite - 97 - in Ein neues Konzept für die geberlose Regelung von Permanentmagnet-Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

6 NeuesTaktmusterverfahren Als Alternative zum neuen Testsignalverfahren aus Kapitel 5 wird ein neues Taktmuster- verfahrenvorgestellt, das aufdenVerfahrenvon [49]und [50]basiert.ÄhnlichwiedasTest- signalverfahren ist das Taktmusterverfahren für den geberlosenBetrieb nach einer initialen WinkelbestimmungabdemStillstandderMaschinebis zuca. 10%derNenndrehzahl vorge- sehen. Für denEinsatz in elektrischen Fahrzeugen gelten auch für das Taktmusterverfahren hoheAnforderungenandieZuverlässigkeit sowieandieGenauigkeit beimöglichst geringen Kosten.DasVerfahrenmussimBetriebfortlaufendWinkelberechnungenfürdiefeldorientier- teRegelung liefern.UmdenRotorwinkelzubestimmen,werdenbeidemTestsignalverfahren ausKapitel 5 dieStromantworten der drei Phasen auf eineTestsignalspannung ausgewertet. Bei demTaktmusterverfahren hingegenwird die Sternpunktspannung der PMSMbei kurz angelegtenTest-SchaltzuständenwährendderPWMgemessenundausgewertet.Taktmuster- verfahren funktionierendahernurmit sternverschaltetenMaschinen.DiebenötigteMessung der Sternpunktspannung erfordert eine zusätzliche Sensorik, die entsprechend zusätzliche Kostenverursacht. In [49] wird vorgeschlagen bei einer linkszentrierten PWM in drei aufeinanderfolgenden PWM-Perioden nacheinander jeweils eine Phase vorzuziehen. Dabei werden drei PWM- Perioden nötig, um eineWinkelberechnung durchzuführen. DiemaximaleDrehzahl bis zu der das geberlose Taktmusterverfahren nach [49] einsetzbar ist, wird durch die Häufigkeit derWinkelberechnungunddenSignal-zu-Rausch-Abstandbeschränkt. In[50]werdenandere Test-Schaltzustände und Berechnungen vorgestellt, die pro PWM-Periode eineWinkelbe- rechnung liefern.Bei denVerfahren nach [50] gehen jedochStörungendurch die induzierte Spannungoder denSpannungsabfall derWiderstände stärker in dasErgebnis ein als bei der Kombination der Test-Schaltzustände in [49].Weiterhinwird vorgeschlagen, PWM-Muster der feldorientiertenRegelung zu verwenden, die aber imunterenDrehzahlbereich üblicher- weisezukurz für eine sinnvolleMessungsind (vgl.Abschnitt 1.2.3). ImFolgendenwird daher das neueTaktmusterverfahren vorgestellt, welches sich durch ein verändertesTaktmuster auszeichnet.Damitwird ein geringererRauschanteil in derWinkel- berechnung erzeugt und diemaximaleDrehzahl, bei der dasVerfahren einsetzbar ist, wird erhöht.DasVerfahrenberuht auf einemVorschlag fürdieneuenAnsteuerungsmuster inden Patentanmeldungen [103, 104] undPatenten [105, 106].Verglichenmit [103]-[106]wird in der vorliegendenArbeit zusätzlich eine geeignete und neueHerleitung derGleichungen zur ModellierungderTaktmusterverfahrenvorgestellt.Bisherunbekannte relevanteEinflüsseauf das Taktmusterverfahrenwerdenmit gemessenenVerläufen untersucht. UmdenArbeitsbe- reichzuerweitern,wirdderEinflussdesdq-Stromeskompensiert.DieFunktionsfähigkeitdes neuenunddesmodifiziertenTaktmusterverfahrenswird imVergleichmit [49] amPrüfstand nachgewiesen. 97