Entwicklung eines konstanten Drehmomentes mittels Pulsweitenmodulation im BLDC-Betrieb

Publication date
2011
Document type
PhD thesis (dissertation)
Author
Schwieger, Florian
Advisor
Bolte, Ekkehard
Referee
Canders, Wolf-Rüdiger
Granting institution
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
Exam date
2011-06-27
Organisational unit
DDC Class
620 Ingenieurwissenschaften
Keyword
Rastmomente
Gleichstrom
Abstract
Permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PSM) haben in den letzten Jahren einen stetigen Zuwachs erfahren. Das liegt vor allem daran, dass bessere Magnetwerkstoffe mit immer höheren Energiedichten entwickelt wurden. Das macht die Maschinen für viele Anwendungen attraktiv, in denen sie vorher gar nicht anzutreffen waren. Mit dem Einsatz von PSM gehen auch neue Probleme einher, die mehr oder weniger gravierend sind, je nach Anwendungsgebiet. Wenn es darum geht, ein gleichförmiges Drehmoment zu entwickeln, muss man sich die einzelnen Komponenten des Drehmoments genauer anschauen. Da sind das elektrodynamische Moment, das Rastmoment, das Kommutierungsmoment, das Eisenverlustmoment sowie das Reibmoment der Lager. Um z. B. dem Rastund Kommutierungsmoment entgegen zu wirken, sind in der Literatur verschiedene Vorgehensweisen veröffentlicht worden. In der Arbeit von [7] wird durch Überlappung in der Ansteuerung versucht, das Kommutierungsmoment zu minimieren, d. h. es wird der Auswirkung entgegengewirkt, aber nicht der Ursache. --- Bei der elektronisch kommutierten Gleichstrommaschine treten während der Kommutierung Einbrüche im Drehmoment auf. Diese Einbrüche werden durch die Kommutierung der Ströme von einem zum anderen Strang hervorgerufen. Diese Kommutierungsmomente sind unerwünscht, da sie Drehmomentschwankungen verursachen. --- In dieser Arbeit wird ein Weg zur Verbesserung des Drehmoments bei der Betriebsart „elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine“ mit variabler Spannung vorgestellt. Es wird die Ursache des Kommutierungsmoments beseitigt. Vorher wird die Entwicklung bei konstanter Spannung erläutert, um so einen besseren Überblick über die Funktionsweise dieser Betriebsart zu gewinnen. --- Es wird hier nur die Verbesserung des elektrodynamischen Moments verfolgt. Die Verbesserung des Moments erfolgt nur durch die Ansteuerung des Umrichters. Es wird nur auf der elektrischen Seite des Umrichters eingegriffen, d. h. die Zwischenkreisspannung bleibt konstant. Diese Spannung wird dann mit Hilfe einer Pulsweitenmodulation (PWM) stellungabhängig auf die Maschinenstränge geschaltet.
Version
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