Solarenergiegespeister PSM-Antrieb für Draisinen

Abstract

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Bau einer mit Solarenergie versorgten Antriebseinheit für ein kleines Schienenfahrzeug. Nach kurzer Beleuchtung der theoretischen Grundlagen zu permanentmagneterregten Synchronmaschinen (PSM), Photovoltaik und zu den möglichen Betriebsarten einer PSM wird der Energiebedarf für ein solches Fahrzeug anhand eines konkreten Streckenprofils ermittelt. Ein Langzeitverzuch mit einer Anordnung aus Solarpaneelen, die akkugepuffert eine elektrische Last versorgen, lieferte Daten für den Betrieb der Draisine unabhängig von einer Netzversorgung. Der verwendete Umrichter ermöglicht mit dem für diese Anwendung entworfenen und gefertigten Steuerungsteil sowohl einen Betrieb der PSM mit mechanischem Lagegeber als auch einen sensorlosen Betrieb.

This master thesis deals with engineering and construction of an electrical drive for a rail vehicle that is powered by solar energy.<br />After short examination of the basic principles for permanent magnet synchronous motors (PMSM), photovoltaics and the possible control modes for PMSMs, the demand on energy for such a vehicle will be calculated by means of a concrete distance profile. Data for the operation of the handcar without mains supply is gained from a long-term test with an arrangement of solar panels, supplying a battery backed load. The inverter and the control unit, which is designed and custom-made for the current application, offer the operation of the PMSM with encoder as well as sensorless control.