Berücksichtigung der Pulswechselrichtereinflüsse bei der Berechnung hochperformanter elektrischer Maschinen

Von:

Sven Luthardt

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer Verbesserung der Methodik zur Berechnung elektrischer Traktionsantriebe für hochperformante Anwendungen unter Berücksichtigung des Pulswechselrichtereinflusses. Die strikten Anforderungen an Bauraum und Fahrleistungen führen zu einer Leistungsdichte, die in aktuellen elektrischen Antrieben nicht erreicht wird. Elektrisch angetriebene Sportwagen benötigen eine sehr hohe Dauerleistung des Antriebs, damit ein reproduzierbares Fahrgefühl gewährleistet werden kann. Die hohe Spitzenleistungsdichte des Antriebs und eine große Dauerleistung verstärken Einflüsse, die in der heutigen Auslegung typischerweise nicht berücksichtigt werden. Einer dieser Effekte ist der steigende Einfluss der Stromoberschwingungen auf die Rotorverluste. Die erarbeiteten Methoden werden an einem Beispielantrieb der 400V-Klasse simulativ in 2D-Berechnungen untersucht und anschließend messtechnisch validiert. Es kann geschlussfolgert werden, dass der Einfluss des Pulswechselrichters bei hochperformanten Antrieben in die Berechnung einbezogen werden muss. Im Dauerdrehmoment ergibt sich eine für diese hochausgenutzten Antriebe typische Badewannenkurve. Ein Ausblick auf Erweiterungen der Themenstellungen rundet die Arbeit ab.