Elektrotechnisches Institut (ETI)

Entwicklung, Implementierung und Validierung eines Temperaturmodells für permanenterregte Synchronmaschinen

  • Motivation

    Hochausgenutzte Synchronmaschinen werden als Traktionsantrieb im Automobil, als Servomotor für Stellantriebe oder auch in Antriebsaufgaben in der Mikromobilität verwendet. Der Betrieb an der Auslegungsgrenze der Maschine dient der besseren Ausnutzung der Materialien und ermöglicht höhere Leistungsdichten. Zur Gewährleistung des zuverlässigen Betriebs über die gesamte Lebensdauer hinweg gilt es die Entmagnetisierung der Permanentmagnete zu verhindern und zu hohe Wicklungstemperaturen zu vermeiden. Daher ist eine präzise Kenntnis der Temperaturen der Komponenten im Motor von Nöten.

    Neuartige Ansätze in der Parameteridentifikation ermöglichen die Bestimmung der Temperaturabhängigkeit des Rotorflusses sowie die Identifikation des Statorwiderstandes. Hierdurch wird eine messtechnische, modellgestützte Ermittlung der relevanten Temperaturen im Rotor und den Wicklungen möglich.

    Aufgabenstellung

    In dieser Arbeit soll ein Temperaturmodell für permanenterregte Synchronmaschinen entwickelt werden. Aufbauend auf einer Literaturrecherche soll die Temperaturabhängigkeit des Rotorflusses und des Wicklungswiderstandes in einem thermischen Modell mit konzentrierten Elementen hinterlegt werden. Dieses Modell soll durch Messungen am Prüfstand validiert werden. Ziel der Arbeit ist ein Temperaturmodell zu entwickelt welches im Betrieb die Rotor und Wicklungstemperatur identifiziert. Damit wird es ermöglicht die Maschine vor Übertemperatur zu schützen und/oder Regelungsparameter nachzuführen.