Mehrphasige elektrische Antriebssysteme mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen in automobiler Anwendung

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2020
• eBook-ISBN:
  9783736962910
• ISBN drucken:
  9783736972919
• Auflage: 1

In der vorliegenden Arbeit wird die Strangzahl in elektrischen Antriebssystemen mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen im Hinblick auf eine automobile Anwendung systematisch untersucht. Aufbauend auf einem Untersuchungsansatz werden Auslegungsvarianten verschiedener Strangzahlen gegenübergestellt und hinsichtlich Eigenschafts- und Parameterunterschieden analysiert. Systemische Vorteile bei einer Erhöhung der Strangzahl, beispielsweise mit Bezug auf eine Kapazitätsreduktion des Zwischenkreiskondensators durch PWM-Interleaving, werden aufgezeigt und anhand definierter Kriterien bewertet. Ebenso wird auf Besonderheiten und Herausforderungen, wie z. B. erhöhte taktungsbedingte Stromoberschwingungen im Betrieb mehrphasiger elektrischer Antriebssysteme, eingegangen. Im Anschluss an die Analysen wird eine mehrsträngige Versuchsmaschine ausgelegt, aufgebaut und am Antriebsprüfstand betrieben. Ausgewählte Untersuchungsergebnisse werden anhand von Messungen validiert.

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort und Danksagung
• Kurzfassung
• Abstract
• Inhaltsverzeichnis
• 1 Einleitung
• 2 Stand der Technik mehrphasiger Antriebe
• 2.1 Definition und Strukturierung von Mehrphasensystemen
• 2.2 Argumente für den Einsatz von Mehrphasensystemen und höherenStrangzahlen
• 3 Modellbildung mehrphasiger permanentmagneterregterSynchronmaschinen
• 3.1 Permanentmagneterregte Synchronmaschinen im elektrifiziertenAntriebsstrang
• 3.2 Modellbildung dreisträngiger PMSM
• 3.3 Erweiterung der Modellbildung für höhere Strangzahlen
• 3.4 Modelle und Strategien für den Betrieb mehrsträngiger PMSM
• 4 Systematische Analyse mehrphasigerpermanentmagneterregter Synchronmaschinen
• 4.1 Zielstellung und Vorgehen
• 4.2 Gesetzmäßigkeiten mehrsträngigerWicklungen
• 4.3 Ableiten eines Untersuchungsansatzes
• 4.4 Einfluss der Strangzahl auf Maschinenparameter
• 4.5 Einfluss der Strangzahl auf Betriebseigenschaften
• 4.6 Zusammenfassung und Bewertung der Analyseergebnisse
• 5 Erweiterung der Analyse um Systembetrachtungen
• 5.1 Erhöhte Systemkomplexität aufgrund der Mehrphasigkeit
• 5.2 Bewertung mehrphasiger Ansteuerverfahren
• 5.3 Stromwelligkeit unter Berücksichtigung von induktivenStrangverkopplungen
• 5.4 Belastung des Zwischenkreiskondensators
• 5.5 Zusammenfassung und Bewertung der Systembetrachtungen
• 6 Begründete Wahl einer Strangzahl und Entwurf einerVersuchsmaschine
• 6.1 Gesamtheitliche Bewertung undWahl einer geeigneten Strangzahl
• 6.2 Entwurf einer mehrsträngigen Versuchsmaschine
• 6.3 Simulativer Vergleich zwischen drei- und neunsträngigerWicklungsausführung
• 7 Experimentelle Analyse und Validierung an mehrphasigerVersuchsmaschine
• 7.1 Umsetzung am Antriebsprüfstand
• 7.2 Messungen zur Bestimmung von Maschinenparametern
• 7.3 Messungen im geregelten Betrieb
• 8 Zusammenfassung und Ausblick
• Anhang A: Bestimmung des Wickelkopfwiderstands
• Anhang B: Datenblattangaben zu eingesetzten Materialien
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• Symbol- und Formelzeichenverzeichnis
• Literaturverzeichnis