Kommutierungswinkel-Voreilung

Mit der lastabhängigen Kommutierungswinkel-Voreilung kann der "Sättigungs-Effekt" minimiert werden.

Mit der zusätzlichen drehzahl-abhängigen Voreilung können höhere Drehzahlen bei Spitzenstrom erreicht werden.

Die Anker-Rückwirkungs Kompensation ARK bei einer PMSM mit Oberflächen-Magneten LQ = LD:

ARK bei PMSM LQ = LD mit 15° Voreilung

Statt der Feldschwächung über einen negativen Längsstrom, wird hier das Feld durch Voreilung geschwächt. Die Auswirkungen auf Klemmenspannung, KT, KE und Sättigung sind identisch.

Die Auswirkungen der Kommutierungswinkel-Voreilung auf das Zeigerdiagramm und die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie veranschaulicht folgendes Tool:

Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie V4.xx.xlsm

Die Anker-Rückwirkungs-Kompensation ARK bei einer IPM mit vergrabenen Magneten LQ > LD:

Für Motoren mit vergrabenen Magneten IPM mit Lq > Ld kann über über einen negativen Längsstrom Id die Phasenverschiebung zwischen Phasenstrom und U_EMK reduziert werden. Dadurch wird die abgegebene Wirkleistung höher. Man spricht auch von der Nutzung des "Reluktanz-Moments".

Optimierungsvorschrift Id für max. Leistung

Das sich ergebende Zeigerdiagramm bei negativem Längsstrom Id (= -5A) bei IPM mit LQ/LD = 1,45:

ARK bei IPM LQ / LD = 1,45 in Feldschwächung 

Kontrolle: M RELUKTANZ = 3 * pp * (Ld - Lq) * Iq * Id = 3 * 5 * (3,1-4,5) mH * (18,4*(-4,8)) A = 1,86 Nm

Die Reduzierung der Phasenverschiebung kann auch über eine Kommutierungswinkel-Voreilung erreicht werden. Diese Methode wird hier Anker-Rückwirkungs-Kompensation ARK genannt:

ARK bei IPM LQ / LD = 1,45 mit 15° Voreilung

Mit der Kommutierungswinkel-Voreilung (im Beispiel 15°) der ARK erhält man bei gleichem Ständerstrom, ebenfalls das Drehmoment inklusive Reluktanz-Moment (28,45 Nm).

09.08.2017 Roland Fetzner