Stator-flux-oriented control and real-time emulation techniques for permanent-magnet synchronous machines

  • Permanent-magnet synchronous machines (PMSM) are increasingly used in traction applications. For efficient activation machine inverters are employed. The thesis includes a new control strategy for these inverters. Based on the concept of the Indirect Stator-quantities Control (ISC), a control offering highest dynamics was developed for the PMSM. This allows the use of PMSM for all applications with high dynamic requirements (e.g. slip-slide protection, ESP in electric vehicles etc.). Besides the control the verification of the steady operation of the PMSM is important. In context of this thesis two different concepts have been developed, emulating the PMSM in real-time: (a) Hardware-in-the-Loop (HiL): the actuating signals of the control hardware are analyzed and the behavior of the propulsion system is emulated. (b) Power-Hardware-in-the-Loop (PHiL): the power terminals of the PMSM are emulated, additionally allowing the testing of the machine inverter.
  • Permanenterregte Synchronmaschinen (PMSM) werden zunehmend für Traktionsantriebe verwendet. Für eine effiziente Ansteuerung werden leistungselektronische Umrichter eingesetzt. Die Dissertation befasst sich mit der Regelung dieser Umrichter. Ein von der Indirekten Statorgrößen Regelung (ISR) abgeleitetes Konzept erlaubt die hochdynamische Regelung der PMSM; damit kann die PMSM für alle Anwendungen mit hohen Dynamikanforderungen eingesetzt werden (z.B. Schlupfregelung, ESP in Elektrofahrzeugen etc.). Neben der Regelung ist die Verifikation des sicheren Betriebs der PMSM wichtig. Im Rahmen der Dissertation wurden zwei Konzepte entwickelt, die PMSM in Echtzeit nachzubilden: (a) Hardware-in-the-Loop (HiL): es werden die Steuersignale des Regelungssystems analysiert und das Verhalten des Antriebssystems emuliert. (b) Power-Hardware-in-the-Loop (PHiL): die Nachbildung stellt das Verhalten der PMSM an den Leistungsanschlüssen nach und erlaubt damit zudem die Überprüfung des Maschinenumrichters.

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Metadaten
Author:Martin Friedrich OettmeierGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-36646
Referee:Andreas SteimelGND, Joachim BöckerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2013/02/14
Date of first Publication:2013/02/14
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Date of final exam:2012/11/30
Creating Corporation:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
GND-Keyword:Dauermagneterregte Synchronmaschine; Leistungselektronik; Regelung; Echtzeitsimulation; Elektromotor
Institutes/Facilities:Institut für Energietechnik, Energieanlagen und Energieprozesstechnik
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Elektrotechnik, Elektronik
faculties:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht