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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Synchronmaschinen im Bereich einer Spannungsgrenze durch Pulsweitenmodulation anzusteuern. Ein Nachteil dieser Methode besteht darin, dass es in einer Kommutierungseinrichtung der Synchronmaschine zu erhöhten Schaltverlusten kommen kann. Infolgedessen kann eine Wärmeentwicklung stattfinden, die eine Überdimensionierung der Kommutierungseinrichtung erfordern kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine Synchronmaschine weist einen Stator mit zumindest einer Erregerwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes, einen Rotor mit zumindest einem Permanentmagneten, eine Kommutierungseinrichtung und einen Zwischenkreiskondensator auf. Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine wird ein periodisches Spannungsprofil an die Erregerwicklung angelegt. Das Spannungsprofil weist innerhalb einer Periodendauer einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Das Spannungsprofil ist innerhalb des ersten und des zweiten Abschnitts jeweils konstant. Das Spannungsprofil nimmt innerhalb des ersten Abschnitts einen maximalen Wert und innerhalb des zweiten Abschnitts einen minimalen Wert an. Eine Phasenlage des Spannungsprofils wird in Abhängigkeit von einer der Kommutierungseinrichtung bereitgestellten Zwischenkreisspannung angepasst.
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Vorteilhafterweise muss die Synchronmaschine innerhalb des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts nicht mittels Pulsweitenmodulation betrieben werden, da die Spannung in diesen Abschnitten des Spannungsprofils konstant ist. Dadurch können Schaltverluste an Transistoren der Kommutierungseinrichtung vermieden werden. Der Zwischenkreiskondensator kann dadurch ebenfalls geschont werden, da Rippleströme vermieden werden können. Durch das Anpassen der Phasenlage des Spannungsprofils kann ein größerer Arbeitsbereich der Synchronmaschine zur Verfügung stehen.
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In einer Ausführungsform wird die Phasenlage des Spannungsprofils derart angepasst, dass sie einer Feldschwächung entgegenwirkt. Vorteilhafterweise kann dadurch ein gewünschter Arbeitspunkt im Bereich einer Spannungsgrenze der Synchronmaschine angesteuert werden. Die Spannungsgrenze der Synchronmaschine wird im Wesentlichen von einem Nennwert der Zwischenkreisspannung bestimmt. Beispielsweise kann der Nennwert der Zwischenkreisspannung 13V betragen. Die Zwischenkreisspannung kann beispielsweise von einer Batterie bereitgestellt werden. Weist die Zwischenkreisspannung einen Wert auf, der größer ist als der Nennwert, kann es sein, dass ein gewünschter Arbeitspunkt nur durch Anpassen der Phasenlage des Spannungsprofils erreicht werden kann, wobei die angepasste Phasenlage einer Feldschwächung entgegenwirkt.
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In einer Ausführungsform wird die Phasenlage des Spannungsprofils derart angepasst, dass sie einer Feldschwächung umso mehr entgegenwirkt, je größer die Zwischenkreisspannung ist.. Vorteilhafterweise kann ein von der Synchronmaschine erzeugtes Drehmoment konstant bleiben, wenn die Zwischenkreisspannung steigt und die Phasenlage derart angepasst wird, dass sie mit steigender Zwischenkreisspannung einer Feldschwächung entgegenwirkt.
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In einer Ausführungsform wird das Verfahren im Bereich einer Spannungsgrenze der Kommutierungseinrichtung durchgeführt. Vorteilhafterweise kann dadurch besonders viel Leistung von der Synchronmaschine umgesetzt werden, ohne dass es zu erhöhten Schaltverlusten in der Kommutierungseinrichtung kommt.
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In einer Ausführungsform ist das Spannungsprofil außerhalb des ersten und des zweiten Abschnitts eine Summe aus einem sinusförmigen Spannungsprofil und einer dritten Harmonischen.
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In einer Ausführungsform wird das Spannungsprofil innerhalb einer Periodendauer ausschließlich außerhalb des ersten und zweiten Abschnitts mittels Pulsweitenmodulation erzeugt. Vorteilhafterweise kann dadurch eine durchschnittlichen Leistung, die zum Betreiben der Synchronmaschine erforderlich ist, verringert werden.
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In einer Ausführungsform ist die Kommutierungseinrichtung eine B6-Brückenschaltung. In einer Ausführungsform ist die Synchronmaschine Bestandteil eines Kühlerlüfters.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1: Bestandteile einer Synchronmaschine;
- 2: eine dreiphasige elektrische Spannung;
- 3: sinusförmige Spannungsprofile, die mit einer dritten Harmonischen moduliert sind;
- 4: das Prinzip der Pulsweitenmodulation;
- 5: ein periodisches Spannungsprofil zum Ansteuern der Synchronmaschine;
- 6: ein Anpassen einer Phasenlage des Spannungsprofils;
- 7: ein d/q-Diagramm zur Verdeutlichung der Anpassung der Phasenlage.
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1 zeigt schematisch Bestandteile einer Synchronmaschine 1. Die Synchronmaschine 1 kann beispielsweise Bestandteil eines Kühlerlüfters sein. Der Kühlerlüfter kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, einen Motor eines Kraftfahrzeugs zu kühlen. Die Synchronmaschine 1 kann auch als elektronisch kommutierter Motor bezeichnet werden.
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Die Synchronmaschine 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf. Der Stator 2 ist durch zumindest eine Erregerwicklung 4 gebildet. Beispielhaft weist der Stator 2 der Synchronmaschine 1 in der in 1 gezeigten Ausführungsform insgesamt drei Erregerwicklungen 4 auf. Der Stator 2 kann jedoch auch eine andere Anzahl von Erregerwicklungen 4 aufweisen. Die Erregerwicklungen 4 können jeweils auch aus Spulenpaaren bestehen, die an sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors 3 angeordnet sind. Beispielhaft sind die Erregerwicklungen 4 des Stators in der Ausführungsform gemäß 1 in einer Sternschaltung miteinander verbunden. Die Erregerwicklungen 4 können jedoch auch anders miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Erregerwicklungen 4 auch in einer Dreieckschaltung miteinander verbunden sein. Der Stator 2 kann auch derart ausgebildet sein, dass zwischen verschiedenen Verschaltungen der Erregerwicklungen 4 gewählt werden kann.
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Durch eine Ansteuerung elektrischer Ströme in den Erregerwicklungen 4 kann ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden. Das Drehfeld ist dazu vorgesehen, den Rotor 3 in Rotation zu versetzen. Hierzu weist der Rotor 3 zumindest einen Permanentmagneten auf. Der Permanentmagnet ist in der beispielhaften Ausführungsform gemäß 1 derart ausgebildet, dass er insgesamt vier Pole 5 aufweist. Jeweils zwei gleichartige magnetische Pole 5 befinden sich auf sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors 3. Der Permanentmagnet kann jedoch auch eine andere Anzahl von magnetischen Polen 5 aufweisen. Durch eine Interaktion zwischen dem magnetischen Drehfeld des Stators 2 und einem magnetischen Feld des Permanentmagneten kann der Rotor 2 in eine Rotation versetzt werden.
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Um die elektrischen Ströme in den Erregerwicklungen 4 ansteuern zu können, weist die Synchronmaschine 1 eine Kommutierungseinrichtung 6 auf. Die Kommutierungseinrichtung 6 ist in der beispielhaften Ausführungsform der 1 als sogenannte B6-Brückenschaltung ausgebildet und weist insgesamt sechs Transistoren 7 auf. Die Transistoren 7 können beispielsweise als MOSFETs (englisch metal oxide semiconductor field effect transistors) oder als IGBTs (englisch insulated-gate bipolar transistors) ausgebildet sein. Die Kommutierungseinrichtung 6 kann je nach Anzahl der Phasen der Synchronmaschine 1 auch eine andere Topologie aufweisen. Beispielsweise kann die Kommutierungseinrichtung 6 auch als 2H-Brückenschaltung ausgebildet sein. Da die Synchronmaschine 1 in der Ausführungsform gemäß 1 aufgrund der drei Erregerwicklungen 4 drei Phasen 8 aufweist, ist die Kommutierungseinrichtung 6 dazu ausgebildet, eine der Kommutierungseinrichtung 6 bereitgestellte Gleichspannung 9 als dreiphasige Spannung für den Stator 2 bereitzustellen. Die der Kommutierungseinrichtung 6 bereitgestellte Gleichspannung 9 kann auch als Zwischenkreisspannung 9 bezeichnet werden.
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Ferner weist die Synchronmaschine 1 einen Zwischenkreiskondensator 10 auf. Der Zwischenkreiskondensator 10 ist parallel zu den Transistoren 7 der Kommutierungseinrichtung 6 geschaltet. Ein Zwischenkreiskondensator 10 ist dazu vorgesehen, unterschiedliche elektrische Netze energetisch miteinander zu koppeln. Die Synchronmaschine 1 weist ein erstes elektrisches Netz auf, das die Zwischenkreisspannung 9 bereitstellt. Ein zweites elektrisches Netz wird durch das dreiphasige System des Stators 2 gebildet. Der Zwischenkreiskondensator 10 kann auch Welligkeiten und/oder Spannungsspitzen in der bereitgestellten Gleichspannung glätten.
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2 zeigt ein Diagramm einer von der Kommutierungseinrichtung 6 erzeugten und dem dreiphasigen System des Stators 2 bereitgestellten dreiphasigen elektrischen Spannung. Auf einer Abszisse 11 ist eine Zeit aufgetragen. Auf einer Ordinate 12 ist eine elektrische Spannung aufgetragen.
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Beispielhaft zeigt 2 sinusförmige Spannungsprofile 13, die jeweils an die Erregerwicklungen 4 der Synchronmaschine 1 angelegt werden können, um das magnetische Drehfeld zu erzeugen. Da in der beispielhaften Ausführungsform des Stators 2 gemäß 1 drei Erregerwicklungen 4 azimutal versetzt zueinander angeordnet sind, sind die Spannungsprofile 13 entsprechend der Anordnung der Erregerwicklungen 4 zueinander phasenverschoben.
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3 zeigt ein weiteres Diagramm einer von der Kommutierungseinrichtung 6 erzeugten weiteren dreiphasigen elektrischen Spannung. Erneut ist auf der Abszisse 11 eine Zeit und auf der Ordinate 12 eine elektrische Spannung aufgetragen.
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Im Gegensatz zu den sinusförmigen Spannungsprofilen 13 der 2 zeigt 3 Spannungsprofile 14, bei denen es sich jeweils um eine Summe aus einem sinusförmigen Spannungsprofil 13 und einer dritten Harmonischen handelt. Das Modulieren der sinusförmigen Spannungsprofile 13 mit der dritten Harmonischen bietet den Vorteil, dass eine zur Verfügung stehende Gesamtspannung, die von der an der Kommutierungseinrichtung 6 anliegenden Zwischenkreisspannung 9 abhängt, besser ausgenutzt werden kann, da eine über eine Periode gemittelte Wirkleistung größer ist, als bei den sinusförmigen Spannungsprofilen 13.
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Sowohl die sinusförmigen Spannungsprofile 13 der 2, als auch die modulierten Spannungsprofile 14 können mittels Pulsweitenmodulation (PWM) erzeugt werden. Bei der Pulsweitenmodulation werden Spannungsprofile mit Impulsen mit voller zur Verfügung stehender Spannung aber variabler Breite an eine Last angelegt. Ein Rechtecksignal wird also mit konstanter Frequenz und mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert. 4 veranschaulicht das Prinzip der Pulsweitenmodulation. Auf der Abszisse 11 ist eine Zeit aufgetragen. Auf der Ordinate 12 ist eine elektrische Spannung aufgetragen.
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4 zeigt eine Möglichkeit, ein PWM-Signal 15 zu erzeugen, wobei ein Dreiecksspannungsprofil als beispielhaftes Referenzsignal 16 mit einem zu erzeugenden Spannungsprofil 17 verglichen wird. 4 zeigt das Prinzip der PWM beispielhaft für ein sinusförmiges Spannungsprofil 17, das erzeugt werden soll. Ist ein Wert des zu erzeugenden Spannungsprofils 17 größer als ein Wert des Referenzsignals 16, nimmt das PWM-Signal 15 einen maximalen Wert 18 an, andernfalls nimmt es einen minimalen Wert 19 an. Im Mittel über einen PWM-Takt ergibt sich das sinusförmige Spannungsprofil 17. Die PWM kann es ermöglichen, dass eine durchschnittlichen Leistung, die zum Betreiben der Synchronmaschine 1 erforderlich ist, verringert werden kann, da das Spannungsprofil nicht mittels einer Regelung erzeugt werden muss, sondern durch eine Modulation einer Breite 20 der PWM-Signals 15 gesteuert wird.
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Der PWM-Betrieb einer Synchronmaschine 1 wird typischerweise verwendet, wenn sich die von der Kommutierungseinrichtung 6 bereitgestellte Spannung an einer Spannungsgrenze befindet. Die Spannungsgrenze kann beispielsweise durch eine maximale zur Verfügung stehende Spannung gegeben sein, die von einer Batterie zur bereitgestellt wird. Die Spannungsgrenze der Synchronmaschine 1 wird im Wesentlichen von einem Nennwert der Zwischenkreisspannung 9 bestimmt. Beispielsweise kann der Nennwert der Zwischenkreisspannung 13V betragen. Die Zwischenkreisspannung 9 kann jedoch Schwankungen unterliegen und beispielsweise auch größere Werte annehmen. Beträgt der Nennwert der Zwischenkreisspannung 9 beispielsweise 13V, so kann die Zwischenkreisspannung 9 beispielsweise einen Wert von 14V oder 16V annehmen.
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Durch die PWM kommt es jedoch verstärkt zu Schaltverlusten in der Kommutierungseinrichtung 6, wobei dieser Effekt insbesondere im Bereich der Spannungsgrenze ausgeprägt ist. Durch Wärmeentwicklung kann es zu einer Belastung der Kommutierungseinrichtung 6 führen, sodass gegebenenfalls eine Überdimensionierung der Kommutierungseinrichtung 6 erforderlich sein kann. Ferner können verstärkt Rippelströme im Zwischenkreis auftreten. Als Rippelströme werden überlagerte Wechselströme bezeichnet. Dadurch kann im PWM-Betrieb der Synchronmaschine 1 auch der Zwischenkreiskondensator 10 einer beschleunigten Alterung aufgrund einer zusätzlichen Belastung unterliegen, die beispielsweise durch eine Wärmeentwicklung hervorgerufen werden kann.
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5 zeigt ein Diagramm, anhand dessen ein erster Verfahrensschritt eines Verfahrens zum Betreiben der Synchronmaschine 1 erläutert werden soll. Das Diagramm zeigt ein periodisches Spannungsprofil 21, das im Rahmen des Verfahrens zum Ansteuern der Synchronmaschine 1 verendet werden kann. Auf der Abszisse 11 ist die Zeit aufgetragen. Auf der Ordinate 12 ist eine Spannung aufgetragen. 5 zeigt der Einfachheit halber lediglich eine Periode der dargestellten Spannungsprofile.
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Beispielhafter Ausgangspunkt des Verfahrens ist das mit der dritten Harmonischen modulierte sinusförmige Spannungsprofil 14 der 3. Andere Spannungsprofile können jedoch auch verwendet werden. Das modulierte Spannungsprofil 14 wurde derart gewählt, dass globale Maxima des modulierten Spannungsprofils 14 der Spannungsgrenze 22 entsprechen. Globale Minima des modulierten Spannungsprofils 14 entsprechen einer minimalen Spannung 23, die beispielsweise 0V betragen kann.
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Das modulierte Spannungsprofil 14 wird nun derart skaliert, dass ein lokales Minimum 24 des modulierten Spannungssignals 14 auf der Spannungsgrenze 22 liegt und ein lokales Maximum 25 des modulierten Spannungsprofils 14 den Wert der minimalen Spannung 23 annimmt. Das skalierte Spannungsprofil 26 weist dadurch in einem ersten Abschnitt 27 Werte auf, die oberhalb der Spannungsgrenze 22 liegen. In einem zweiten Abschnitt 28 weist das skalierte Spannungsprofil 26 Werte auf, die unterhalb der minimalen Spannung 23 liegen. Alle Werte des skalierten Spannungsprofils 26 innerhalb des ersten Abschnitts 27 werden nun auf die Spannungsgrenze 22 begrenzt. Alle Werte des skalierten Spannungsprofils 26 innerhalb des zweiten Abschnitts 28 werden auf die minimale Spannung 23 begrenzt. Dadurch wird das periodische Spannungsprofil 21 erzeugt, welches innerhalb des ersten Abschnitts 27 bzw. innerhalb des zweiten Abschnitts 28 jeweils konstant ist.
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Diese Methode kann auch als Übermodulation bezeichnet werden. Da das Skalieren des modulierten Spannungsprofils 14 derart erfolgt, dass das lokale Minimum 24 des modulierten Spannungssignals 14 auf der Spannungsgrenze 22 liegt und das lokales Maximum 25 des modulierten Spannungsprofils 14 den Wert der minimalen Spannung 23 annimmt, liegt hier eine maximale Übermodulation vor. Durch die maximale Übermodulation kann eine maximal zur Verfügung stehende Spannung besonders gut genutzt werden, da im Mittel mehr Leistung zur Verfügung steht. Die Leistung der Synchronmaschine 1 kann beispielsweise um 10% gesteigert werden, wodurch eine Erhöhung einer Drehzahl der Synchronmaschine 1 erreicht werden kann.
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Ferner kann die PWM innerhalb des ersten Abschnitts 27 und des zweiten Abschnitts 28 entfallen, da hier das resultierende periodische Spannungsprofil 21 innerhalb dieser Abschnitte 27, 28 konstant ist. Dadurch können Schaltverluste in der Kommutierungseinrichtung 6 verhindert werden, wodurch auch eine Wärmeentwicklung vermieden werden kann, sodass die Kommutierungseinrichtung 6 nicht überdimensioniert werden muss. Auch der Zwischenkreiskondensator 10 wird dadurch weniger belastet, wodurch eine Lebensdauer des Zwischenkreiskondensators 10 verlängert werden kann. Durch die Übermodulation steigt ein Gesamtphasenstrom an, wodurch es zwar zu erhöhten Verlusten in den Erregerwicklungen 4 kommen kann. Jedoch führt dies gleichzeitig zu einer geringeren Belastung der Kommutierungseinrichtung 6 und des Zwischenkreises. Diese elektronischen Komponenten können in vielen Anwendungsfällen bei der Auslegung begrenzende Elemente darstellen.
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Das Verfahren zum Betreiben der Synchronmaschine 1 umfasst also einen Verfahrensschritt, im Rahmen dessen ein periodisches Spannungsprofil 21 gemäß 5 an eine Erregerwicklung 4 angelegt wird. Weist der Stator 2 eine Mehrzahl von Erregerwicklungen 4 auf, so kann das periodische Spannungsprofil 21 an jede der Erregerwicklungen 4 angelegt werden, wobei eine Phasenverschiebung der jeweiligen Spannungsprofile 21 entsprechend der azimutalen Anordnung der Erregerwicklungen 4 berücksichtigt werden muss. Das Spannungsprofil 21 weist innerhalb einer Periodendauer den ersten Abschnitt 27 und den zweiten Abschnitt 28 auf. Das Spannungsprofil 21 ist innerhalb des ersten und des zweiten Abschnitts 27, 28 jeweils konstant. Das Spannungsprofil 21 nimmt innerhalb des ersten Abschnitts 27 einen maximalen Wert, der der Spannungsgrenze 22 entspricht und innerhalb des zweiten Abschnitts 28 einen minimalen Wert 23 an.
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Im Rahmen eines weiteren Verfahrensschritts wird eine Phasenlage des periodischen Spannungsprofils 21 in Abhängigkeit von der Zwischenkreisspannung 9 angepasst. Dies soll mittels eines in 6 gezeigten Diagramms erläutert werden. 6 zeigt zwei übermodulierte periodische Spannungsprofile 21, die eine Phasenverschiebung zueinander aufweisen.
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Typischerweise erfolgt das Anpassen der Phasenlage des Spannungsprofils 21 derart, dass eine Feldschwächung bewirkt wird. Dabei wird das Spannungsprofil 21 zu früheren Zeitpunkten hin verschoben. Eine solche verschobene Phasenlage bewirkt, dass von den Erregerwicklungen 4 ein magnetisches Feld aufgebaut wird, das dem magnetischen Feld des Permanentmagneten des Rotors entgegenwirkt, wodurch eine Feldstärke eines resultierenden magnetischen Feldes verringert wird. Dies wird als Feldschwächung bezeichnet. Auf diese Weise kann ein Arbeitspunkt der Synchronmaschine 1 genauer angesteuert werden.
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Das Anpassen der Phasenlage des Spannungsprofils 21 kann jedoch auch derart erfolgen, dass sie einer Feldschwächung entgegenwirkt. In diesem Fall wird das Spannungsprofil 21 zu späteren Zeitpunkten hin verschoben, wie in 6 mittels eines Pfeils angedeutet ist. Dies kann einen Betrieb der Synchronmaschine 1 im Bereich einer Spannungsgrenze 22 ermöglichen.
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7 zeigt ein sogenanntes d/q-Diagramm zur Veranschaulichung der Anpassung der Phasenlage des Spannungsprofils 21. Auf einer Abszisse 31 ist ein Strom Id aufgetragen. Auf einer Ordinate 32 ist ein Strom Iq aufgetragen. Diese zwei Stromkomponenten können durch eine sogenannte Park-Transformation eines dreiphasigen Stroms erzeugt werden. Dabei wird ein dreiachsiges Koordinatensystem in ein mit dem Rotor 3 mitrotierendes, zweiachsiges Koordinatensystem überführt. Verschiedene Punkte in einem solchen d/q-Diagramm definieren verschiedene Arbeitspunkte der Synchronmaschine 1.
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Ein zur Verfügung stehender Arbeitsbereich der Synchronmaschine 1 ist grundsätzlich durch eine Stromgrenze 40 und durch eine Spannungsgrenze 34 limitiert. Es können also lediglich Arbeitspunkte angesteuert werden, die sich innerhalb der kreisförmigen Stromgrenze 40 und innerhalb der ellipsenförmigen Spannungsgrenze 34 befinden. 7 zeigt beispielhaft eine erste Spannungsgrenze 34, eine zweite Spannungsgrenze 35 und eine dritte Spannungsgrenze 36. Die verschiedenen Spannungsgrenzen 34, 35, 36 entsprechen verschiedenen Werten der Zwischenkreisspannung 9, die Schwankungen unterliegen kann.
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Ein erster Arbeitspunkt 37 liegt auf der ersten Spannungsgrenze 34. Dadurch wird ein Drehmoment 33 erzeugt. Steigt die Zwischenkreisspannung 9 beispielsweise bis zur zweiten Spannungsgrenze 35 an, so kann das selbe Drehmoment 33 durch Ansteuern eines zweiten Arbeitspunktes 38 an der zweiten Spannungsgrenze 35 erzeugt werden, wenn das Anpassen der Phasenlage des übermodulierten Spannungsprofils 21 derart erfolgt, dass das angepasste Spannungsprofil einer Feldschwächung entgegenwirkt. Durch das Anpassen der Phasenlage des Spannungsprofils 21 kann also der zur Verfügung stehende Arbeitsbereich vergrößert werden.
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Die Phasenlage des phasenverschobenen Spannungsprofils wird abhängig von der anliegenden Zwischenkreisspannung 9 angepasst, um das Drehmoment 33 konstant zu halten. Dabei kann die Phasenlage des Spannungsprofils 21 derart angepasst werden, dass sie einer Feldschwächung umso mehr entgegenwirkt, je größer die Zwischenkreisspannung 9 ist, d.h. die Phasenlage kann zu noch späteren Zeitpunkten hin verschoben werden, wenn die Zwischenkreisspannung 9 weiter ansteigt. Ein dritter Arbeitspunkt 39 ist beispielhaft derart gewählt, dass er auf der dritten Spannungsgrenze 36 liegt. Da der dritte Arbeitspunkt 39 außerhalb der Stromgrenze 40 liegt, ist dieser jedoch nicht zu erreichen.
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Das Verfahren kann also insbesondere im Bereich einer Spannungsgrenze 22, 34, 35, 36 der Kommutierungseinrichtung 6 durchgeführt werden, also im Bereich der maximal zur Verfügung stehenden Spannung, wodurch die geschilderten vorteilhaften Aspekte des Verfahrens noch deutlicher in Erscheinung treten.
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Das Spannungsprofil 21 kann innerhalb einer Periodendauer ausschließlich außerhalb des ersten und zweiten Abschnitts 27, 28 mittels PWM erzeugt werden. Dadurch kann die durchschnittlichen Leistung, die zum Betreiben der Synchronmaschine 1 erforderlich ist, zusätzlich verringert werden. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, außerhalb der Abschnitte 27, 28 PWM einzusetzen, um die Synchronmaschine 1 zu betreiben.
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Das Spannungsprofil 21 kann außerhalb des ersten und des zweiten Abschnitts 27, 28 aus einer Summe bestehend aus einem sinusförmigen Spannungsprofil 13 und der dritten Harmonischen gegeben sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Andere vorteilhafte Spannungsprofile können außerhalb des ersten und zweiten Abschnitts 27, 28 ebenfalls verwendet werden.
