MA – Ansteuerverfahren für die Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen in Luftfahrtanwendungen

Charakterisierung von Ansteuerverfahren für die Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen in Luftfahrtanwendungen

Für die Regelung von permanenterregten Synchronmaschinen (PMSM) werden meistens „feldorientierte
Regelungen“ (FOC) auf Mikrocontrollern eingesetzt, was einen hohen Aufwand an Softwarequalifizierung, insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen, wie z.B. der Luftfahrt, bedingt. Demgegenüber gibt es für bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) viele Ansteuer-ICs, die ohne jegliche Software auskommen, aber meistens mit Blockkommutierung arbeiten. Für die beiden Varianten wurden im Rahmen zweier vorheriger Arbeiten entsprechende Steuerelektroniken entwickelt.

In dieser Masterarbeit sollen die zwei bereits vorhandenen Steuerelektroniken am Motorprüfstand zusammen mit dem bereits vorhandenen Umrichter in Betrieb genommen und charakterisiert werden. Insbesondere sollen die Regelparameter für die Motorregelung eingestellt werden. Für den Mikrocontroller ist die Basissoftware zu erweitern, so dass eine externe Ansteuerung mit dem PC, z.B. über CAN und XCP, möglich ist. Zudem soll auch eine sensorlose Regelung implementiert werden. Es sind dann Vergleichsmessungen (Anlaufverhalten, Regelverhalten, Drehmomentrippel, Effizienz, DC-Spannungsrippel, …) zwischen den Varianten „Mikrocontroller mit FOC-Regelung“, „Mikrocontroller mit sensorloser FOC-Regelung“ und „Hardware-IC mit Block-Kommutierung“ durchzuführen. Insbesondere ist die Auswirkung der Stromform (sinusförmiger Strom vs. blockförmiger Strom) auf die Umrichterverluste und den DC-Spannungsrippel zu untersuchen. Die Ergebnisse sind ausführlich zu dokumentieren.

Bearbeiter: Biawa Landry

Betreuer: Dr.-Ing. Bernd Eckardt (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761139; Email: Bernd.Eckardt@iisb.fraunhofer.de;
Christian Bentheimer (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761634; Email: Christian.Bentheimer@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März