Modellierung, Parameteridentifikation und Regelung einer permanentmagneterregten Synchronmaschine

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Modellierung und Drehmomentenregelung einer permanentmagneterregten Synchronmaschine. Der Motor besteht aus einem Stator und einem Rotor mit innenliegenden Permanentmagneten. Unter Zuhilfenahme von Ersatzgeometrien wird ein Reluktanznetzwerk des Systems bestimmt. Darauf aufbauend werden Gleichungen für die magnetischen und elektrischen Verhältnisse eines nichtlinearen und eines reduzierten nichtlinearen Modells hergeleitet. Um die Modellgüte zu verbessern, werden gewisse Parameter des Systems mithilfe von Messungen am Versuchsaufbau identifiziert. Für den anschließenden Reglerentwurf wird ein weiter vereinfachtes Modell des Systems abgeleitet. Das verwendete nichtlineare Regelungskonzept beruht auf der exakten Eingangs-Ausgangslinearisierung.<br />Die Güte der Trajektorienfolgeregelung wird anhand von Simulationen verifiziert.<br />

This diploma thesis deals with the modelling and torque control of a permanent magnet synchronous machine (PMSM). The considered PMSM consists of a stator and a rotor with buried permanent magnets. An equivalent reluctance network is derived based on a simplified geometry of the system. Based on this network the equations for the magnetic and electrical relations of a nonlinear and a reduced nonlinear model are deduced. In order to improve the quality of the model, some system parameters are identified by means of measurements on a laboratory experiment. A further reduced model of the system is derived for the controller design. The controller design is based on the method of exact input-output linearization. Simulation studies are used to validate and evaluate the proposed control strategies.