Fehlereinflüsse und Winkelfehlerreduktion von variablen Reluktanzresolvern

Die vorliegende Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Auswirkung des Rotorlagegeber-Systems, als Schnittstelle zwischen den Einzelkomponenten, auf das E-Motor-System. Diese Sensorik ist in aktuellen Drehstromantriebssystemen integriert und stellt der Leistungselektronik die Information zur Rotorlage bereit. Zunächst werden verschiedene physikalische Messprinzipien vorgestellt. Anschließend wird anhand der Systemanforderungen ein Rotorlagegeber ausgewählt. Im Betrieb eines E-Motor-Systems treten Winkelfehler auf, die vom Bauraum, der Montage und vom Gebersystem selbst beeinflusst werden. ... mehrUm auftretende Fehlerquellen zu identifizieren, wird ein Modell für den Rotorlagegeber vorgestellt. Dieses wird zunächst analytisch aufgebaut und um ein Permeanz-Kapazitäts-Modell erweitert. Durch eine Finite-Elemente Simulation können die vorgestellten Modelle nachgeschärft und sowohl mechanische als auch elektrische Fehlerfälle simuliert werden. Die Ergebnisse dieser Simulation werden durch Messungen an einem Komponentenprüfstand validiert. Anschließend wird die Signalerfassung, Vorfilterung und Verarbeitung beleuchtet sowie die Auswirkungen auf den Winkelfehler untersucht. Nach der Identifikation von Einflussgrößen wird der Umgang mit Signalfehlern und deren Kompensation aufgezeigt. Der Einfluss des daraus resultierenden Drehmomentfehlers auf das E-Motor-System wird in einem abschließenden Kapitel dargestellt. Hierfür werden ein Gütekriterium formuliert und die Ergebnisse der Systemsimulation vorgestellt.

This research work deals with the effects of the rotor position sensor system on the electric motor system as an interface between the individual components. The sensor technology is integrated in current three-phase drive systems and provides the power electronics with infor-mation about the rotor position. First, the different physical measuring principles are presented. Then a rotor position encoder is selected based on the system requirements. During operation of an electric motor system, angular errors occur which are influenced by the installation space, the mounting and the encoder system itself. ... mehrA model for the rotor position sensor is presented in order to identify sources of error. First, this is built up analytically and extended by a permeance-capacitance model. These models can be resharpened and mechanical as well as electrical failure cases can be simulated by a finite-element-simulation. To validate the simulation, the results are verified with measurements on a component test bench. The signal acquisition, pre-filtering and processing are examined subsequently and the effects on the angle error are analysed. After the identification of influencing variables, the handling of signal errors and their compensation is demonstrated. The influence of the resulting error on the electric motor system is described in a concluding chapter. Therefore, a quality criterion is formulated, and the results of the system simulation are presented.