Pulsweitenmodulation bedingte Motorverluste eines permanentmagneterregten Synchronmotors

Die Forderung nach zunehmend höheren Leistungsklassen und Energiedichten erfordert in der kostengetriebenen Automotive-Branche maximale Effizienz von Antriebssträngen. Um sich gegenüber der Konkurrenz behaupten zu können, zählt bei der Wirkungsgradmessung nach Normen wie WLTP (Wordwide harmonized Light vehicles Test Procedure) jedes Zehntel Prozent. Es ist unabdingbar, dass Betriebs- und Modulationsstrategie maximal effizient appliziert werden. Für einen systematischen Applikationsvorgang ist hierfür genaues Verständnis von Verlustmechanismen nötig. Während sich anhand der Schalt- und Durchlassverluste im Spannungszwischenkreis, in den Stromschienen und in den Leistungshalbleitern die Verluste des Pulswechselrichters nahezu exakt beschreiben lassen, können die Motorverluste nur ansatzweise berechnet werden (zum Beispiel Ohm'sche Verluste oder Ummagnetisierungsverluste). Messungen in Hochvolt-Traktionsantrieben haben gezeigt, dass die Wahl der Modulationsstrategie Einfluss von mehreren Hundert Watt auf die Motorverluste nehmen kann. Maßgeblich verantwortlich ist hierfür die durch die Pulsweitenmodulation verursachte Stromverzerrung.

Im Rahmen dieses MAPR Studiums sollen die durch Pulsweitenmodulation bedingten Motorverluste in einer permanenterregten Synchronmaschine erforscht werden. Nach Einarbeitung in das Thema sowie der Sichtung von wissenschaftlichen Veröffentlichungen sind Konzepte zur Vermessung solcher Verluste zu erarbeiten. In Absprache mit dem Betreuer sind an einem Traktionsprüfstand Messkampagnen zu ausgewählten Konzepten durchzuführen und auszuwerten. Basierend auf den Messdaten wird selbständige Forschungsarbeit (Datenanalyse, Recherche, Simulation, Konzeptarbeit, Konsolidierung, etc.) sowie optional die Veröffentlichung von wissenschaftlichen Ergebnissen auf internationalen Fachkonferenzen angestrebt. Bis zur Ausfertigung der Abschlussarbeit, welche die wesentlichen Erkenntnisse der Forschungsarbeit zusammenfassen soll, wird der Verlauf des MAPR Studiums durch regelmäßige Termine mit dem Betreuer sowie anhand der Forschungsergebnisse laufend abgestimmt und koordiniert. 

Betreuer:
Dominik Großmann, M.Sc. / Prof. Dr.-Ing. Heiko Zatocil