Direct Torque Control für den verlustoptimalen Betrieb eines Permanentmagnet-Synchronmotors mit eingebetteten Magneten

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Wegen ihrer guten Eigenschaften in Bezug auf Leistungs- und Drehmomentdichte sowie ihres hohen Wirkungsgrads kommt Permanentmagnet-Synchronmotoren mit in den Rotor eingelassenen Magneten (interior permanent magnet synchronous motors, IPMSM) eine immer größere Bedeutung zu. Durch die Integration der Permanentmagnete in den Rotor ist der magnetisch wirksame Luftspalt entlang des Rotorumfangs nicht konstant, was zu einer stark asymmetrischen Induktivitätsverteilung führt. Dies hat zur Folge, dass zusätzlich zu dem bekannten Hauptdrehmoment ein Reluktanzdrehmoment auftritt, welches für den verlustoptimalen Betrieb berücksichtigt werden muss. In diesem Beitrag wird die dafür notwendige Erweiterung des bekannten Regelungskonzeptes „Direct Torque Control“ (DTC) vorgestellt, die den verlustoptimalen Betrieb von IPMSM sowohl im Ankerstellals auch im Flussschwächbereich, unter Berücksichtigung von Strom- und Spannungsgrenze, gewährleistet.