TY  - THES
AB  - Um die Leistungsdichte und Dynamik elektrischer Antriebe für gegebenen Maximalstrom und Zwischenkreisspannung zu maximieren, wird in dieser Arbeit eine modellprädiktive Flussregelung für Synchronmaschinen vorgestellt. Hierbei werden Arbeitspunkte für gegebene Referenzdrehmomente in kürzest möglicher Zeit erreicht, wobei transiente Überströme sowie Drehmomentüber- und unterschwinger verhindert werden. Zudem kann die gesamte Zwischenkreisspannung des Umrichters nahtlos von der linearen Modulation bis zur Übermodulation und Blocktaktung ausgenutzt werden. Dieser nahtlose Übergang wird durch einen harmonischen Referenzgenerator (HRG) ermöglicht, welcher unvermeidbaren Flussoberschwingungen im Übermodulationsbereich berechnet und zur mittleren Flussreferenz addiert. Das spezifische Schaltverhalten des Umrichters im Übermodulationsbereich wird durch eine Pulsunterdrückung sichergestellt. Dies führt zu einer ca. 10 % höheren Leistung des Antriebs über der Nenndrehzahl im Vergleich zu Regelungen, die auf den linearen Modulationsbereich beschränkt sind. Das Optimierungsproblem zur zeitoptimalen Regelung ohne Strom- und Drehmomentgrenzen wird in jedem Abtastschritt gelöst und über eine Vordrehung des Referenzflusses im statorfesten Koordinatensystem eingearbeitet. Transiente Überströme und Drehmomentüber- und unterschwinger werden durch Zustandsbeschränkungen der modellprädiktiven Flussregelung verhindert. Die Zeit bis zum Erreichen des Nennmoments ausgehend vom Nullmoment bei Nenndrehzahl konnte im Vergleich zur Proportional-Integral feldorientierte Regelung um 67 % und zu einem Dead-Beat-Regler um 57 % reduziert werden. Experimentelle und simulative Untersuchungen bestätigen zeitoptimales Regelverhalten der vorgestellten Regelung über den gesamten Modulationsbereich.
AU  - Brosch, Anian
CY  - Paderborn
DA  - 2024
DO  - 10.17619/UNIPB/1-2064
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 24.07.2024
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2024
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2024
SP  - 1 Online-Ressource (xiii, 101 Seiten)
T2  - Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik
TI  - Time-optimal control of synchronous machines in the whole modulation range considering current and torque constraints
TT  - Zeitoptimale Regelung von Synchronmaschinen im gesamten Modulationsbereich unter Berücksichtigung von Strom- und Drehmomentbeschränkungen
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-52706
Y2  - 2026-01-22T05:35:07
ER  -