Inhalt

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   Abstract
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   Inhaltsverzeichnis:
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  Verzeichnis verwendeter Formelzeichen und Abkürzungen
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   Abkürzungen
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   Formelzeichen
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   Allgemeine Festlegungen
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   Indizes
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   Koordinatensysteme
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   Operatoren und Funktionen
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   1 Einleitung
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   2 Elektrische Antriebe für automobile Fahranwendungen
•  
   2.1 Anforderungen an die Regelung von IPMSM
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  3 Modellierung von Permanentmagnet- Synchronmaschinen (PMSM)
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   3.1 Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit eingebetteten Magneten (IPMSM)
•  
   3.2 Modellierung im zweiphasigen, ständerfesten Bezugssystem
•  
   3.3 Mitdrehendes, rotorfestes Koordinatensystem
•  
   3.3.1 Vernachlässigung von Eisen-Sättigungseffekten
•  
   3.4 Zulässiger Betriebsbereich einer IPMSM
•  
   3.4.1 Stromgrenze
•  
   3.4.2 Spannungsgrenze
•  
   3.4.3 Charakteristische Motorkennlinien einer IPMSM
•  
   3.5 Sättigungs- und Kreuzsättigungseffekte
•  
  3.6 Fluss- und Induktivitätsharmonische
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   3.6.1 Harmonische auf dem Permanentmagnetfluss
•  
   3.6.2 Harmonische auf den Induktivitäten
•  
   3.7 Temperaturabhängigkeit der PMSM- Modellierung
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   4 Versuchsaufbau
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   4.1 Rapid-Prototypingsystem
•  
   4.2 Prüfling und Belastungsmaschine
•  
   4.3 Stellglied mit Sensorik
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   5 Drehmomentsteuerung für wirkungsgradoptimierten Betrieb
•  
   5.1 Stand der Technik: Wirkungsgradoptimierter Betrieb von IPMSM
•  
   5.1.1 Wirkungsgradoptimalität der MTPC-Strategie
•  
   5.2 Identifizierung der MTPC-Kennlinie für IPMSM
•  
   5.3 Betriebsstrategie im Ankerstell- und Flussschwächbereich
•  
   5.3.1 Ankerstellbereich
•  
   5.3.2 Unterer Flussschwächbereich
•  
   5.3.3 Oberer Flussschwächbereich
•  
   5.3.4 Maximal stellbares Drehmoment und sinnvoller Betriebsbereich bei IPMSM
•  
   5.4 Implementierung der Drehmomentsteuerung
•  
   5.4.1 Messergebnisse
•  
   5.5 Temperaturabhängigkeit der Kennfelder
•  
   5.6 Belastung der Permanentmagnete im wirkungsgradoptimierten Betrieb
•  
   5.7 Zusammenfassung und Fazit
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  6 Unterlagerte Regelungsstruktur: Feldorientierte Stromregelung (FOR)
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   6.1 Anforderungen an die unterlagerte Regelungsstruktur und Stand der Technik
•  
   6.2 Zeitdiskrete Regelung mit „Regular Sampling“
•  
   6.3 Zeitdiskretes Streckenmodell
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   6.3.1 Eisen-Sättigungseffekte
•  
   6.3.2 Simulationsmodell der Maschine unter Berücksichtigung von Eisen-Sättigung
•  
  6.4 Regelungsentwurf
•  
   6.4.1 Streckenseitige Verkopplung der Stromdynamiken und Entkopplungsmaßnahmen
•  
   6.4.2 Stromreglerentwurf und Führungsübertragungsfunktion
•  
   6.4.3 Stromprädiktion
•  
  6.4.4 Störverhalten
•  
   6.4.4.1 Störeinflüsse
•  
   6.4.4.2 Störübertragungsfunktion
•  
   6.4.5 Simulations- und Messschriebe der Stromregelung
•  
   6.5 Stromregelung mit überlagerter Drehmomentsteuerung im Ankerstellbereich
•  
  6.6 Stromregelung mit überlagerter Drehmomentsteuerung im Flussschwächbereich
•  
   6.6.1 Aussteuerungsregler
•  
  6.6.2 Stellgrößenbegrenzung der Stromregelkreise und Anti-Reset Windup (ARW)
•  
   6.6.2.1 Verkoppelte Spannungsbegrenzung
•  
   6.6.2.2 Realisierung der ARW-Maßnahme
•  
   6.6.3 Messschriebe im Flussschwächbereich
•  
   6.6.4 Ursache der Störungen auf den Stromregelkreisen
•  
   6.7 Synchronisierte Pulsung
•  
   6.8 Zusammenfassung und Fazit
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  7 Alternatives Regelungskonzept: Direct Torque Control (DTC)
•  
   7.1 Direkte Regelungsstrukturen
•  
   7.2 Grundkonzept der DTC
•  
  7.2.1 Fluss- und Drehmomentbeobachter
•  
   7.2.1.1 Spannungsmodell
•  
   7.2.1.2 Strommodell
•  
   7.3 Wirkungsgradoptimierter Betrieb von PMSM mit DTC
•  
   7.3.1 Adaption der Arbeitspunktsteuerung für die DTC
•  
   7.3.2 Drehmoment abhängig von Statorflussbetrag und Lastwinkel
•  
   7.3.3 Betrieb von SPMSM im Ankerstell- und Flussschwächbereich mit DTC
•  
   7.3.4 Betrieb von IPMSM im Ankerstell- und Flussschwächbereich mit DTC
•  
  7.3.5 Schaltfrequenz und Hysteresebandbreite
•  
   7.3.5.1 Implikationen zeitdiskret arbeitender Hystereseregler
•  
   7.4 DTC mit überlagerter Arbeitspunktsteuerung im Ankerstellbereich
•  
   7.4.1 Drehzahlabhängigkeit der Drehmomentdynamik
•  
  7.5 DTC mit überlagerter Arbeitspunktsteuerung im Flussschwächbereich
•  
   7.5.1 Flusskorrekturregler für die DTC
•  
   7.5.2 Simulationsrechnungen im Flussschwächbereich
•  
   7.5.3 Messschriebe im Flussschwächbereich
•  
   7.6 Vorteile der DSR im Flussschwächbereich
•  
   7.7 Zusammenfassung und Fazit
•  
  8 Fazit
•  
   8.1 Zusammenfassung
•  
   8.2 Ausblick
•  
  Literaturverzeichnis
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   Anhang A Zeitdiskrete Maschinenmodellierung
•  
   Anhang B Datenblatt PM-Material
•  
   Anhang C Vorsteuerung von Kreuzsättigungseffekten
•  
   Anhang D Zeitdiskretes Streckenmodell
•  
   Anhang E DTC-Schalttabelle