Lukas Killingseder,
"Optimierung und Regelung einer PMSM als Startergenerator eines Verbrennungsmotors"
, 7-2020
Original Titel:
Optimierung und Regelung einer PMSM als Startergenerator eines Verbrennungsmotors
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die Thematik der Elektrifizierung des Antriebsstranges von Kraftfahrzeugen gewinnt aktuell immer mehr an Bedeutung. Da die Ablöse der Verbrennungskraftmaschine durch Elektromotoren viele Herausforderungen mit sich bringt und das dafür notwendige Know-how erst Schritt für Schritt aufgebaut wird, ist die Integration der E-Maschine in den Antriebsstrang eines Verbrennungsmotors ein berechtigter und nachvollziehbarer Zwischenschritt. In dieser Arbeit wird genau dieses durchgeführt. Das primäre Ziel dabei war es, die EMaschine so auszulegen, dass damit der Verbrennungsmotor gestartet werden kann und diese anschließend als Generator fungiert, um die benötigte Leistung an die Verbraucher liefern zu können. In dieser Konstellation spricht man auch von einem Startergenerator. Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung waren der begrenzte Bauraum und das bestehende Niedervolt-Bordnetz (12 V). Die elektrische Maschine war so zu optimieren, dass sie für das Starten des Verbrennungsmotors das maximale Drehmoment liefert und anschließend im generatorischen Betrieb auch die benötigte Leistung abgeben kann. Unter den gegebenen Bedingungen zeigte sich, dass eine Dreiphasen-Außenläufer-Synchronmaschine mit oberflächenmontierten Permanentmagneten die Anforderungen sehr gut erfüllen kann. Weiterhin wird in dieser Arbeit die Regelung einer bereits bestehenden, leistungsmäßig aber schwächeren Drei-Phasen-Außenläufer-Synchronmaschine behandelt. Ziel war es, den Startvorgang so zu optimieren, dass der Verbrennungsmotor trotz des laut Simulation nicht ausreichenden, statischen Drehmoments der E-Maschine, auf die Selbstlaufdrehzahl gebracht wird. Um das Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine zu überwinden und diese zu starten, wurde für die Synchronmaschine eine feldorientierte Regelung und eine spezielle Startprozedur entwickelt.
Forschungs-