Ermittlung und Anwendung von optimierten Pulsmustern für ein 800V eDrive System mit einer permanentmagneterregten Synchronmaschine

Autoren

D. Büchl, Dr. A. Pfeffer, AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Wien; Dr. B. Kolar, Magna Powertrain Engineering Center Steyr GmbH & Co KG, St. Valentin; Dipl.-Ing. B. Plenar, Dr. A. Zeiler, Magna Powertrain GmbH & Co KG, Traiskirchen:

Jahr

2023

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Um die Effizienz heutiger moderner eDrive-Systeme noch zu steigern, bedarf es Lösungen, die für die jeweilige Antriebseinheit maßgeschneidert sind. Ein mögliches Konzept ist es die Pulsmuster zu optimieren und damit individuell zu bestimmen. Dies ist eine vielversprechende Alternative im Vergleich zu klassischen Konzepten zur Bestimmung von Pulsmustern wie bspw. der Raumzeigermodulation (SVPWM), wobei die optimierten Pulsmuster (OPP) vorab individuell für das Antriebssystem berechnet werden können. Ziel der Optimierung ist eine Reduktion des Klirrfaktors (THD) oder der Schaltverluste, womit die optimierten Pulsmuster eine Steigerung der Gesamteffizienz ermöglichen. Zugleich kann eine geringere Stator- und Rotortemperatur im Motor sowie eine Reduktion der Sperrschichttemperatur der Halbleiter im Inverter erreicht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das OPP-Konzept an einer dreiphasigen permanentmagneterregten Synchronmaschine (PMSM) in Kombination mit einem 800V Silizium Karbid (SiC) Inverter getestet. Im Gegensatz zu den bekannten OPP-Methoden aus der Literatur, die sich primär auf den Umrichter konzentrieren, berücksichtigt der vorgeschlagene Ansatz auch die vollständige Nichtlinearität der PMSM explizit in der Optimierung. Die Vorteile dieses erweiterten OPP-Konzepts werden dabei sowohl anhand von Simulationen als auch anhand von Messdaten aufgezeigt. Insbesondere wird anhand von Messdaten gezeigt, dass - im Gegensatz zur gängigen Meinung der Literatur - mit dem OPP-Konzept auch hochdynamische Geschwindigkeits- und Momentenänderungen realisiert werden können, beides essentielle Voraussetzungen für die Anwendung in einem Antriebssystem.

ISBN

978-3-9504969-2-5