WO2024153301A1 - Vektorsteuerverfahren für eine synchronmaschine und steuereinheit - Google Patents

Vektorsteuerverfahren für eine synchronmaschine und steuereinheit Download PDF

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WO2024153301A1
WO2024153301A1 PCT/DE2024/100041 DE2024100041W WO2024153301A1 WO 2024153301 A1 WO2024153301 A1 WO 2024153301A1 DE 2024100041 W DE2024100041 W DE 2024100041W WO 2024153301 A1 WO2024153301 A1 WO 2024153301A1
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voltage
synchronous machine
current
flux
target
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PCT/DE2024/100041
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Florian VON BERTRAB
Florian EBERHARDT
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/28—Stator flux based control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/08—Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/12—Stator flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • the invention relates to a vector control method for a synchronous machine, in particular a permanent magnet synchronous machine, and a control unit which is designed and programmed to carry out the vector control method.
  • a magnetic field in the synchronous machine must be weakened by adjusting the applied currents, in particular a Q-axis and a D-axis current. Otherwise, in the worst case, operation of the synchronous machine can become unstable and uncontrollable.
  • a voltage that the magnetic field in the synchronous machine generates is influenced by a voltage variation.
  • the voltage variation is caused by losses and is therefore converted into heat and not into mechanical power to drive a rotor of the synchronous machine.
  • the voltage variation is conventionally taken into account by adjusting target current tables that are used to determine a Q-axis target current or a D-axis target current.
  • Q-axis and D-axis target currents are determined by respective assignments that link a target torque and a target flux strength with the Q-axis target current or the D-axis target current without taking into account a voltage variation of a voltage to be applied to stator windings of the synchronous machine.
  • the assignments can in particular be stored as a lookup table.
  • the voltage variation is influenced by a voltage drop across a resistor of the stator windings, by losses in a power electronics unit for controlling the synchronous machine and a voltage drop in the cables used and thus ensures a variation in the flux strength in the synchronous machine.
  • the main component of the voltage variation is the voltage drop across the stator windings.
  • the voltage variation is previously regulated or compensated by adjusting the target flux strength.
  • the voltage drop at the stator windings as a component of the voltage variation is taken into account by a feedforward control.
  • the voltage variation can thus be compensated for in the method according to the invention without extending the assignment.
  • the method according to the invention also takes advantage of the fact that the ideal Q-axis and D-axis currents are approximately linearly related to the flux strength.
  • the flux strength is the quotient P220673 DE - 3 - from the voltage and the electrical frequency. In contrast to conventional lookup tables, this linear relationship allows the number of support points to be significantly reduced.
  • a short-circuit current point can be represented as a point with a flux strength of 0 Vs.
  • the method according to the invention also provides rapid control or regulation of the Q-axis and D-axis target currents.
  • the respective assignments can additionally link a property parameter relating to a variability of magnetic and electrical properties of the synchronous machine with the Q-axis target current or the D-axis target current.
  • the property parameter can in particular be a rotor temperature.
  • a voltage drop corrected voltage can be determined in the feedforward control, which corresponds to an amount of a voltage vector obtained by subtracting a vector of the voltage drop across the stator windings from a vector of the voltage currently applied to the stator windings scaled to a maximum voltage.
  • the voltage drop is taken into account more accurately than if the voltage drop is only determined by linear calculation, ie by the product of the resistance of the stator winding times the current.
  • the vector of the voltage drop can be determined based on Q-axis and D-axis target currents from a previous time step.
  • the vector of the voltage drop can be determined simply without having to enter additional values. It is only necessary to load the previous Q-axis and D-axis target currents from a memory.
  • P220673 EN - 4 - the voltage drop vector can be determined based on measured three-phase currents in the stator windings of the synchronous machine. It should be noted that the three-phase currents can be transformed into a d/q coordinate system by Park and Clarke transformation. Accordingly, currently measured values can be taken into account and the voltage drop vector can thus be determined precisely.
  • the voltage variation can be regulated or compensated based on a flux strength difference between a maximum flux strength, which corresponds to the maximum voltage that can be applied by a power electronics unit to control the stator windings of the synchronous machine, and a current flux strength, which corresponds to the voltage currently applied to the stator windings. Accordingly, the voltage variation can be appropriately regulated.
  • the maximum flux intensity can be determined as the quotient of the maximum voltage that can be applied to the stator windings by the power electronics unit and the electrical frequency.
  • the current flux intensity can be determined as the quotient of a voltage currently applied to the stator windings and the electrical frequency.
  • the flux intensity difference can be input into an I controller to determine a correction flux intensity. Consequently, the correction flux intensity can be determined in a simple manner.
  • a sum of a voltage drop-corrected flux intensity corresponding to the voltage drop-corrected voltage and the correction flux intensity or an efficiency-optimal flux intensity in the event that the sum exceeds the efficiency-optimal flux intensity can be used as the target flux intensity.
  • the voltage drop-corrected flux intensity can be obtained as the quotient of the voltage drop-corrected voltage and the electrical frequency.
  • the efficiency-optimal flow strength can be determined using the maximum torque per ampere (MTPA) method. Consequently, the efficiency-optimal flow strength can be determined in a simple manner.
  • the target torque can be standardized to a maximum torque, ie to the maximum torque that can be achieved at the target flow strength, and the respective assignments for determining the Q-axis and D-axis target currents can receive the standardized target torque as the target torque.
  • the values of the torques are stored as absolute values. This means that flux strength values are determined at specified torque intervals, e.g. 10 Nm, and stored in the tables.
  • the maximum available torque can drop significantly. As a result, part of the lookup tables cannot be used and the resolution in an effectively usable range decreases.
  • field weakening in the area of a maximum torque of the synchronous machine can lead to major interpolation errors that are difficult to correct.
  • the characteristics of the currents in the area of a maximum torque can be interpolated with sufficient accuracy and a high resolution of the assignment can be ensured in the entire working range of the synchronous machine.
  • the maximum torque can be determined on the basis of the target flux strength and the property parameter. As a result, the maximum torque can be determined in a simple manner.
  • the respective assignments for determining the Q-axis and D-axis target currents for motor operation of the P220673 EN - 6 - Synchronous machine can be parameterized and generator operation of the synchronous machine can be taken into account by inverting the Q-axis current.
  • a control unit is designed and programmed to carry out the vector control method according to one of the preceding aspects.
  • the control unit can receive the required input variables either directly, e.g. from sensors, or indirectly from other control units and carry out any transformations that may be required, e.g. Clarke and Park transformations.
  • the control unit can also output parameters for operating a power electronics unit that drives the synchronous machine to the power electronics unit.
  • Fig.1 a schematic view of a control unit
  • Fig.2 a diagram showing current points for current tables for determining a Q-axis target current and a D-axis target current, the diagram showing an MTPA line
  • Fig.3 a diagram showing current points as a function of a target flow strength and a target torque, as well as the MTPA line
  • Fig.4 a diagram showing current points determined for values of the target torque normalized to the maximum torque, as a function of the target flow strength and the target torque, as well as the MTPA line
  • Fig.5 a schematic view of a target flow strength adjustment section of the control unit
  • Fig.6 is a schematic view of a voltage control section with feedforward control in the target flux intensity adjustment section
  • Fig.7 is a schematic view of the feedforward control of the voltage control section
  • Fig.8 is a vector diagram showing the individual voltages and currents used and determined in the feedforward control.
  • Fig.1 shows a schematic view of a control unit 1 for controlling an operation of a synchronous machine or a power electronics unit, which in turn controls the synchronous machine, according to an embodiment of the invention.
  • the control unit 1 comprises functional sections for carrying out processing of a method according to the invention.
  • the functional sections are implemented by executing software stored in the control unit 1 or by calling up data stored in the control unit 1.
  • the control unit 1 has a current determination section 2 and a target flux strength adjustment section 3.
  • the current determination section 2 in turn has current tables 4 as assignments for determining the Q-axis current Iq or the D-axis current Id.
  • the current tables 4 have at least one target flux strength ⁇ Tgt_MTPA and a target torque MTgt as input parameters. This means that the current tables 4 each link the target flux strength ⁇ Tgt_MTPA and the target torque MTgt with the Q-axis current Iq or the D-axis current Id.
  • the links can be stored in a common table or in different tables. If different tables are used, the tables can have a different resolution.
  • P220673 DE - 8 - Particularly preferably, the current tables 4 can also have a property parameter that relates to a variability of electrical or magnetic properties of the synchronous machine or its components as an input parameter. In the present embodiment, the current tables 4 have a rotor temperature TRotor as a further input parameter.
  • the currents Iq and Id can be determined even more precisely. Only stationary operating points of the synchronous machine are stored in the current tables 4, so that terms relating to transient changes in the currents Iq and Id are not taken into account.
  • the current tables 4 only take into account the flux strength that is responsible for generating the stator field. A voltage variation that is influenced by, for example, a voltage drop in stator windings, a loss in the line electronics unit and a voltage drop in the lines used is therefore neglected in the current tables 4. Due to this procedure, the current tables 4 cover all voltage levels and speeds.
  • the diagram in Fig.2 shows current points with the corresponding Iq and Id values at a rotor temperature of 20 °C as well as the resulting flux strength and the achievable torque.
  • the diagram in Fig.2 therefore illustrates the values stored in the current tables 4.
  • the flux strength corresponds to the quotient of the voltage applied to the stator windings and the electrical frequency.
  • the voltage variation thus corresponds to a weakening of the flux strength due to losses.
  • the voltage variation can therefore also be viewed as a flux strength variation.
  • the electrical frequency can be calculated based on the mechanical speed of a rotor of the synchronous machine and the number of poles.
  • the target torque MTgt is not entered into the current tables 4 as an absolute value, but is previously standardized to a maximum torque Mmax_MTPA.
  • Mmax_MTPA maximum torque
  • the maximum adjustable torque decreases with increasing speed and consequently with reduced flux strength, which results from the maximum voltage that can be applied in field weakening mode. Consequently, when using absolute P220673 EN - 9 - Torque values for low flux strengths mean that fewer current points can be used along the torque axis, so that only a reduced portion of the current tables 4 can actually be used.
  • Fig.3 shows a diagram in which current points are plotted for different combinations of target flux strength ⁇ Tgt_MTPA and target torque MTgt.
  • the individual current points are determined at a predetermined torque interval, e.g. 10 Nm.
  • a maximum torque per ampere (MTPA) line is drawn in the diagram.
  • Current points that are actually used to control the synchronous machine are marked with an x in the diagram.
  • the current determination section 2 can preferably have a maximum torque determination section 5 and a standardization section 6.
  • the maximum torque determination section 5 can be designed as a lookup table and can determine a correspondingly achievable maximum torque Mmax_MTPA based on the target flux strength ⁇ Tgt_MTPA and the rotor temperature TRotor.
  • the maximum torque Mmax_MTPA corresponds to the highest current point that can still be used in Fig.3.
  • the target torque MTgt is then standardized to the determined maximum torque Mmax_MTPA and entered into the current tables 4, which can receive the standardized target torque MRelative as an input parameter.
  • a diagram in Fig.4 shows current points for different combinations of target flux strength ⁇ Tgt_MTPA and target torque MTgt, whereby the current points were determined at predetermined intervals of the standardized target torque MRelative, e.g. 0.05 or 0.1. It should be noted that the torque axis in the diagram indicates the actual power value.
  • Fig.5 shows a schematic view of the target flux intensity adjustment section 3, which in turn has a section 7 for determining the efficiency-optimal flux intensity and a voltage control section 8.
  • the target flux intensity adjustment section 3 receives the target torque MTgt, the rotor temperature TRotor, a maximum voltage UMax, a voltage currently applied to the stator windings Uctrl_req, a voltage drop-corrected voltage UMax_R and the current electrical frequency ⁇ el.
  • the maximum voltage UMax is specified by a limitation of the power electronics unit that controls the synchronous machine. As shown in Fig.6, the voltage drop corrected voltage UMax_R is previously determined by a feedforward control 11.
  • the feedforward control 11 receives a resistance RCopper of the stator windings and a current Ireq_t-1 as well as the maximum voltage UMax and a voltage U-crtl_req currently applied to the stator windings as input parameters in order to determine the voltage drop corrected voltage.
  • the resistance RCopper can be adjusted according to a temperature of the stator windings.
  • the current Ireq_t-1 can be specified by Q-axis and D-axis target currents of a previous time step. Alternatively, the current Ireq_t-1 can be determined by measured three-phase currents in the stator windings of the synchronous machine. It should be noted that the three-phase currents can be transformed into a d/q coordinate system by Park and Clarke transformation.
  • the vector of the voltage drop UR_drop is then determined by multiplying the vector of the current Ictrl_req by the resistance RCopper of the stator windings in a multiplication section 13. The determination of the current I ctrl_req is as described previously.
  • the vector of the voltage drop UR_drop is then subtracted from the vector of the voltage Uto_Limit to obtain a vector of the voltage drop-corrected voltage Ueffective_Limit.
  • an absolute value forming section 14 determines the absolute value of the vector in order to obtain the voltage drop-corrected voltage UMax_R.
  • the voltage drop-corrected voltage UMax_R can now be used to adjust the target flux strength ⁇ Tgt_MTPA so that a voltage variation on the stator windings is regulated or compensated.
  • the voltage control section 8 calculates the associated flux strengths, ie a maximum flux strength ⁇ Max, a current flux strength ⁇ ctrl_req and a voltage drop-corrected flux strength ⁇ Max_R, from the maximum voltage UMax, the currently applied voltage Uctrl_req and the voltage drop-corrected voltage UMax_R, as shown in Fig.5, by dividing by the electrical frequency ⁇ el.
  • a flux intensity difference ⁇ Error is then calculated.
  • the flux intensity difference ⁇ Error is then input to an I-controller 9 to determine a correction flux intensity ⁇ correction. This is then added to the voltage drop-corrected flux intensity ⁇ Max_R.
  • section 7 determines an efficiency-optimal flux intensity ⁇ Max_MTPA for the target torque MTgt at the rotor temperature TRotor using the MTPA method and inputs this to the voltage control section 8.
  • the comparison section 10 of the voltage control section 8 compares the efficiency-optimal flux intensity ⁇ Max_MTPA with the sum of the voltage drop-corrected flux intensity ⁇ Max_R and the correction flux intensity ⁇ correction and outputs the minimum P220673 EN - 12 - of these two values.
  • the target flux strength ⁇ Tgt_MTPA is limited to the efficiency-optimal flux strength ⁇ Max_MTPA. This means that an area to the right of the MTPA line in the diagram in Fig.4 is not taken into account when controlling or regulating the synchronous machine.
  • the adjusted target flux strength ⁇ Tgt_MTPA is output to the current determination section 2, which then determines the Q-axis target current Iq and the D-axis target current Id using the current tables 4. It has also proven particularly advantageous if the current tables 4 are only created for motor operation of the synchronous machine and stored in the control unit 1.
  • the generator operation of the synchronous machine is taken into account in this case by inverting the Q-axis current. As can be seen in Fig. 5, this is taken into account by the fact that the voltage Ucrtl_req currently applied to the stator windings has a different sign than the maximum voltage UMax. In this way, the current tables can be made smaller, so that storage space in the control unit 1 can be saved.
  • P220673 EN - 13 - List of reference symbols 1 Control unit 2 Current determination section 3 Setpoint flux intensity adjustment section 4 Current tables 5 Maximum torque determination section 6 Standardization section 7 Section for determining the efficiency-optimized flux intensity 8 Voltage control section 9 I-controller 10 Comparison section 11 Pre-control 12 Scaling section 13 Multiplication section 14 Absolute value formation section

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vektorsteuerverfahren für eine Synchronmaschine, insbesondere eine Permanentmagnet-Synchronmaschine, bei dem Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströme (lq, Id) durch jeweilige Zuordnungen (4), die ein Sollmoment (MTgt) und eine Sollflussstärke (ΨTgt_MTPA) mit dem Q-Achsen-Sollstrom ( lq) bzw. dem D-Achsen-Soll-strom (Id) ohne Berücksichtigung einer Spannungsvariation einer an Statorwicklungen der Synchronmaschine anzulegenden Spannung verknüpfen, bestimmt werden. Die Spannungsvariation wird vorhergehend durch Anpassung der Sollflussstärke (ΨTgt_MTPA) ausgeregelt oder kompensiert. Ein Spannungsabfall an Statorwicklungen als Bestandteil der Spannungsvariation wird durch eine Vorsteuerung (11 ) berücksichtigt. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet und programmiert ist, das Verfahren auszuführen.

Description

P220673 DE - 1 - Vektorsteuerverfahren für eine Synchronmaschine und Steuereinheit Die Erfindung betrifft ein Vektorsteuerverfahren für eine Synchronmaschine, insbeson- dere eine Permanentmagnet-Synchronmaschine, und eine Steuereinheit, die ausge- bildet und programmiert ist, das Vektorsteuerverfahren auszuführen. Um bei einer Synchronmaschine, insbesondere einer Permanentmagnet-Synchron- maschinen, einen Betrieb bei hohen Drehzahlen über eine Basisdrehzahl, die auf- grund einer durch eine Leistungselektronikeinheit anlegbaren Maximalspannung vor- gegeben ist, hinaus zu ermöglichen, muss ein Magnetfeld in der Synchronmaschine über eine Anpassung der angelegten Ströme, insbesondere eines Q-Achsen- und ei- nes D-Achsen-Stroms, geschwächt werden. Ein Betrieb der Synchronmaschine kann sonst im schlimmsten Fall instabil und unkontrollierbar werden. Im Generatorbetrieb kann es bei Überschreiten der Maximalspannung zu Stromspitzen, die die Leistungs- elektronikeinheit beschädigen können, kommen. Außerdem können schwingende Mo- mente, die drastisch vom geforderten Solldrehmoment abweichen, auftreten, wodurch bei Elektrofahrzeugen ein ungewolltes und unsicheres Fahrzeugverhalten verursacht werden kann. Dabei wird eine Spannung, die das Magnetfeld in der Synchronmaschine erzeugt, von einer Spannungsvariation beeinflusst. Die Spannungsvariation wird aufgrund von Ver- lusten verursacht und somit in Wärme und nicht in mechanische Kraft zum Antreiben eines Rotors der Synchronmaschine umgewandelt. Die Spannungsvariation wird konventionell über eine Anpassung von Sollstromtabel- len, die zum Ermitteln eines Q-Achsen-Sollstroms bzw. eine D-Achsen-Sollstroms ver- wendet werden, berücksichtigt. Da die Spannungsvariation von einer Drehzahl, einem Spannungsniveau und einer Temperatur abhängt, erfordert eine entsprechende Be- rücksichtigung in den Stromtabellen einen hohen Speicherbedarf und eine manuelle Parametrierung der Stromtabellen ist aufgrund der großen Anzahl von Eingangspara- meterkombinationen sehr aufwändig. P220673 DE - 2 - Bei einem schnellem Lastwechsel und bei einem Wechsel von einem Motorbetrieb zu einem Generatorbetrieb und umgekehrt kann sich die Spannungsvariation signifikant schnell ändern. Diese schnelle Änderung kann für eine vorgelagerte Spannungsrege- lung zu schnell sein, da sie zur Vermeidung einer Rückkopplung mit einer Stromrege- lung zum Regeln des Stroms in Statorwicklungen der Synchronmaschine nicht sehr schnell eingestellt werden kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Vektorsteuerverfah- ren für eine Synchronmaschine und eine Steuereinheit bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Vektorsteuerverfahren und die Steuereinheit mit den Merkmalen ge- mäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Ge- genstand der abhängigen Ansprüche. Bei einem erfindungsgemäßen Vektorsteuerverfahren für eine Synchronmaschine, insbesondere eine Permanentmagnet-Synchronmaschine, werden Q-Achsen- und D- Achsen-Sollströme durch jeweilige Zuordnungen, die ein Sollmoment und eine Soll- flussstärke mit dem Q-Achsen-Sollstrom bzw. dem D-Achsen-Sollstrom ohne Berück- sichtigung einer Spannungsvariation einer an Statorwicklungen der Synchronma- schine anzulegenden Spannung verknüpfen, bestimmt. Die Zuordnungen können ins- besondere als Lookup-Tabelle hinterlegt sein. Die Spannungsvariation wird dabei durch einen Spannungsabfall an einem Widerstand der Statorwicklungen, durch Ver- luste in einer Leistungselektronikeinheit zum Ansteuern der Synchronmaschine und einen Spannungsabfall in den verwendeten Leitungen beeinflusst und sorgt somit für eine Variation der Flussstärke in der Synchronmaschine. Den Hauptbestandteil der Spannungsvariation bildet jedoch der Spannungsabfall an den Statorwicklungen. Die Spannungsvariation wird vorhergehend durch Anpassung der Sollflussstärke ausgere- gelt oder kompensiert. Der Spannungsabfall an den Statorwicklungen als Bestandteil der Spannungsvariation wird durch eine Vorsteuerung berücksichtigt. Die Spannungs- variation kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren somit ohne Erweiterung der Zu- ordnung kompensiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt zudem aus, dass die idealen Q-Achsen und D-Achsen-Ströme näherungsweise linear mit der Flussstärke zusammenhängen. Es ist anzumerken, dass die Flussstärke der Quotient P220673 DE - 3 - aus der Spannung und der elektrischen Frequenz ist. Durch diesen linearen Zusam- menhang kann im Gegensatz zu konventionellen Lookup-Tabellen die Anzahl der Stützstellen deutlich verringert werden. Beispielsweise lässt sich ein Kurzschlusss- trompunkt als ein Punkt mit der Flussstärke 0 Vs abbilden. Durch die Vorsteuerung des Spannungsabfalls an den Statorwicklungen stellt das erfindungsgemäße Verfah- ren zudem eine schnelle Steuerung bzw. Regelung der Q-Achsen- und D-Achsen- Sollströme bereit. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die jeweiligen Zuordnungen zusätzlich einen Eigenschaftsparameter, der eine Veränderlichkeit von magnetischen und elektrischen Eigenschaften der Synchronmaschine betrifft, mit dem Q-Achsen- Sollstrom bzw. dem D-Achsen-Sollstrom verknüpfen. Der Eigenschaftsparameter kann dabei insbesondere eine Rotortemperatur sein. Demzufolge können die Q-Ach- sen- und D-Achsen-Sollströme genauer bestimmt werden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Vorsteuerung eine spannungsabfallkorrigierte Spannung bestimmt werden, die einem Betrag eines Span- nungsvektors entspricht, der durch Subtraktion eines Vektors des Spannungsabfalls an den Statorwicklungen von einem auf eine Maximalspannung skalierten Vektor der gegenwärtig an den Statorwicklungen anliegenden Spannung erhalten wird. Demzu- folge wird der Spannungsabfall genauer berücksichtigt, als wenn der Spannungsabfall nur durch lineare Berechnung, d.h. durch Produkt aus Widerstand der Statorwicklung mal Strom, ermittelt wird. Demzufolge kann auch eine genauere Vorsteuerung und so- mit eine schnellere Anpassung der Sollflussstärke erfolgen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Vektor des Span- nungsabfalls anhand von Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströmen eines vorherigen Zeitschritts bestimmt werden. Demzufolge kann eine einfache Bestimmung des Vek- tors des Spannungsabfalls erfolgen, ohne dass zusätzliche Werte eingegeben werden müssen. Es ist lediglich erforderlich, die vorherigen Q-Achsen- und D-Achsen-Soll- ströme aus einem Speicher zu laden. P220673 DE - 4 - Gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Vektor des Spannungsabfalls anhand von gemessenen dreiphasigen Strömen in den Statorwick- lungen der Synchronmaschine bestimmt werden. Es ist anzumerken, dass die drei- phasigen Ströme durch Park- und Clarke-Transformation in ein d/q-Koordinatensys- tem transformiert werden können. Demzufolge können aktuell gemessene Wert be- rücksichtigt werden und der Vektor des Spannungsabfalls kann somit genau bestimmt werden. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Spannungs- variation anhand einer Flussstärkedifferenz zwischen einer Maximalflussstärke, die der Maximalspannung, die durch eine Leistungselektronikeinheit zum Ansteuern der Statorwicklungen der Synchronmaschine angelegt werden kann, entspricht, und einer gegenwärtigen Flussstärke, die der gegenwärtig an den Statorwicklungen anliegenden Spannung entspricht, ausgeregelt oder kompensiert werden. Demzufolge kann die Spannungsvariation angemessen ausgeregelt werden. Es ist anzumerken, dass die Maximalflussstärke als Quotient der maximal durch die Leistungselektronikeinheit an die Statorwicklungen anlegbaren Spannung und der elektrischen Frequenz bestimmt werden kann. Die gegenwärtige Flussstärke kann als der Quotient einer gegenwärtig an den Statorwicklungen anliegenden Spannung und der elektrischen Frequenz be- stimmt werden. Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Flussstär- kedifferenz in einen I-Regler eingebeben werden, um eine Korrekturflussstärke zu er- mitteln. Folglich kann die Korrekturflussstärke auf einfache Weise ermittelt werden. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Summe aus einer spannungsabfallkorrigierten Flussstärke, die der spannungsabfallkorrigierten Spannung entspricht, und der Korrekturflussstärke oder eine wirkungsgradoptimale Flussstärke für den Fall, dass die Summe die wirkungsgradoptimale Flussstärke über- schreitet, als die Sollflussstärke verwendet werden. Es ist anzumerken, dass die span- nungsabfallkorrigierte Flussstärke als der Quotient der spannungsabfallkorrigierten Spannung und der elektrischen Frequenz erhalten werden kann. Auf diese Weise P220673 DE - 5 - kann die in der Vorsteuerung bestimmte spannungsabfallkorrigierte Spannung ange- messen berücksichtigt werden und die Sollflussstärke kann schnell und genau be- stimmt werden. Zudem wird sichergestellt, dass die Sollflussstärke stets auf die wir- kungsgradoptimale Flussstärke begrenzt ist. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung kann die wirkungsgradoptimale Flussstärke unter Verwendung des Maximum Torque per Ampere (MTPA)-Verfahrens bestimmt werden. Demzufolge kann die wirkungsgradoptimale Flussstärke auf einfa- che Weise bestimmt werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Sollmoment auf ein Maximalmoment, d.h. auf das bei der Sollflussstärke maximal erreichbare Moment, normiert werden und die jeweiligen Zuordnungen zum Bestimmen der Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströme können das normierte Sollmoment als das Sollmoment empfangen. Bei konventionel- len Lookup-Tabellen sind die Werte der Momente als Absolutwerte hinterlegt. D.h. es werden Flussstärkewerte im vorgegebenen Momentabständen, z.B.10 Nm, bestimmt und in den Tabellen hinterlegt. Im Feldschwächebetrieb kann allerdings das maximal verfügbare Moment deutlich sinken. Demzufolge ist ein Teil der Lookup-Tabellen nicht nutzbar und die Auflösung in einem effektiv nutzbaren Bereich nimmt ab. Zudem kann es bei Feldschwächung im Bereich eines Maximalmoments der Synchronmaschine zu starken Interpolationsfehlern kommen, die nur schwer korrigierbar sind. Durch Nor- mierung des Sollmoments auf das Maximalmoment und die Bestimmung der Strom- werte in vorgegebenen Abständen des Anteils am Maximalmoment, z.B.0,05 oder 0,1, können die Kennlinien der Ströme im Bereich eines maximalen Moments ausrei- chend genau interpoliert werden und es kann eine hohe Auflösung der Zuordnung im gesamten Arbeitsbereich der Synchronmaschine sichergestellt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Maximalmoment auf Grund- lage der Sollflussstärke und des Eigenschaftsparameters bestimmt werden. Demzu- folge kann das Maximalmoment auf einfache Weise bestimmt werden. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung können die jeweiligen Zuordnungen zum Bestimmen der Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströme für einen Motorbetrieb der P220673 DE - 6 - Synchronmaschine parametriert sein und ein Generatorbetrieb der Synchronmaschine kann durch Invertieren des Q-Achsen-Stroms berücksichtigt werden. Demzufolge kann im Gegensatz zu einer Parametrierung für den Motorbetrieb und den Generator- betrieb der Speicherplatz zum Speichern der jeweiligen Zuordnungen auf die Hälfte reduziert werden. Im Gegensatz zu konventionellen Lookup-Tabellen kann der erfor- derliche Speicherplatz sogar auf ungefähr ein Sechstel reduziert werden. Eine erfindungsgemäße Steuereinheit ist ausgebildet und programmiert, das Vektor- steuerverfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte auszuführen. Die Steuer- einheit kann dazu die erforderlichen Eingangsgrößen entweder direkt z.B. von Senso- ren oder indirekt von anderen Steuereinheiten empfangen und die eventuell erforderli- chen Transformationen, z.B. Clarke- und Park-Transformation, durchführen. Die Steu- ereinheit kann außerdem Parameter zum Betreiben einer Leistungselektronikeinheit, die die Synchronmaschine antreibt, an die Leistungselektronikeinheit ausgeben. Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fi- guren im Detail beschrieben. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Ansicht einer Steuereinheit; Fig.2 ein Diagramm, das Strompunkte für Stromtabellen zum Bestimmen eines Q-Achsen-Sollstroms und eines D-Achsen-Sollstroms zeigt, wobei das Dia- gramm eine MTPA-Linie zeigt; Fig.3 ein Diagramm, das Strompunkte in Abhängigkeit einer Sollflussstärke und eines Sollmoments sowie die MTPA-Linie zeigt; Fig.4 ein Diagramm, das Strompunkte, die für auf das Maximalmoment normierte Werte des Sollmoments ermittelt wurden, in Abhängigkeit der Sollfluss- stärke und des Sollmoments sowie die MTPA-Linie zeigt; Fig.5 eine schematische Ansicht eines Sollflussstärkeanpassungsabschnitts der Steuereinheit; P220673 DE - 7 - Fig.6 eine schematische Ansicht eines Spannungsregelungsabschnitts mit Vor- steuerung in dem Sollflussstärkeanpassungsabschnitt; Fig.7 eine schematische Ansicht der Vorsteuerung des Spannungsregelungsab- schnitts; und Fig.8 ein Zeigerdiagramm, das die einzelnen Spannungen und Ströme, die in der Vorsteuerung verwendet und bestimmt werden, zeigt. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- sehen. Fig.1 zeigt eine schematische Ansicht einer Steuereinheit 1 zum Steuern eines Be- triebs einer Synchronmaschine bzw. einer Leistungselektronikeinheit, die wiederum die Synchronmaschine ansteuert, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Steuereinheit 1 umfasst Funktionsabschnitte zum Ausführen von Verarbeitungen ei- nes erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Funktionsabschnitte werden durch Ausfüh- ren einer in der Steuereinheit 1 gespeicherten Software bzw. durch Aufrufen von in der Steuereinheit 1 gespeicherten Daten implementiert. Wie in Fig.1 gezeigt, weist die Steuereinheit 1 einen Strombestimmungsabschnitt 2 und einen Sollflussstärkeanpassungsabschnitt 3 auf. Der Strombestimmungsabschnitt 2 weist wiederum Stromtabellen 4 als Zuordnungen zum Bestimmen des Q-Achsen- Stroms Iq bzw. des D-Achsen-Stroms Id auf. Die Stromtabellen 4 weisen mindestens eine Sollflussstärke ΨTgt_MTPA und ein Sollmoment MTgt als Eingangsparameter auf. Das heißt, die Stromtabellen 4 verknüpfen jeweils die Sollflussstärke ΨTgt_MTPA und das Sollmoment MTgt mit dem Q-Achsen-Strom Iq bzw. dem D-Achsen-Strom Id. Die Verknüpfungen können dabei in einer gemeinsamen Tabelle oder in unterschiedlichen Tabellen gespeichert sein. Bei Verwendung von unterschiedlichen Tabellen können die Tabellen eine unterschiedliche Auflösung aufweisen. P220673 DE - 8 - Besonders bevorzugt können die Stromtabellen 4 auch einen Eigenschaftsparameter, der eine Veränderlichkeit von elektrischen oder magnetischen Eigenschaften der Syn- chronmaschine bzw. ihrer Komponenten betrifft, als Eingangsparameter aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Stromtabellen 4 eine Rotortemperatur TRotor als weiteren Eingangsparameter auf. Demzufolge können die Ströme Iq und Id noch genauer bestimmt werden. In den Stromtabellen 4 werden nur stationäre Arbeitspunkte der Synchronmaschine hinterlegt, so dass Terme hinsichtlich transienter Änderungen der Ströme Iq und Id un- berücksichtigt bleiben. Darüber hinaus wird in den Stromtabellen 4 nur die Flussstärke berücksichtigt, die für die Erzeugung des Statorfelds verantwortlich ist. Eine Span- nungsvariation, die durch z.B. einen Spannungsabfall an Statorwicklungen, einen Ver- lust in der Leitungselektronikeinheit und einen Spannungsabfall in den verwendeten Leitungen beeinflusst wird, wird folglich in den Stromtabellen 4 vernachlässigt. Auf- grund dieses Vorgehens decken die Stromtabellen 4 alle Spannungsniveaus und Drehzahlen ab. Das Diagramm in Fig.2 zeigt Strompunkte mit den dazugehörigen Iq- und Id-Werten bei einer Rotortemperatur von 20 °C sowie die daraus resultierende Flussstärke und das erreichbare Moment. Das Diagramm aus Fig.2 veranschaulicht folglich die in den Stromtabellen 4 hinterlegten Werte. Es ist anzumerken, dass die Flussstärke dem Quotienten der an die Statorwicklungen angelegten Spannung und der elektrischen Frequenz entspricht. Die Spannungsvaria- tion entspricht somit einer Schwächung der Flussstärke aufgrund von Verlusten. Die Spannungsvariation kann somit auch als Flussstärkevariation angesehen werden. Die elektrische Frequenz kann anhand der mechanischen Drehzahl eines Rotors der Syn- chronmaschine und der Polanzahl berechnet werden. Darüber hinaus wurde als vorteilhaft herausgefunden, wenn, wie in Fig.1 gezeigt, das Sollmoment MTgt nicht als Absolutwert in die Stromtabellen 4 eingegeben wird, son- dern vorhergehend auf ein Maximalmoment Mmax_MTPA normiert wird. Dies rührt daher, dass bei steigender Drehzahl und folglich bei verringerter anlegbarer Flussstärke, die sich aus der maximal im Feldschwächebetrieb anlegebaren Spannung ergibt, das ma- ximal einstellbare Moment abnimmt. Demzufolge sind bei Verwendung von absoluten P220673 DE - 9 - Momentwerten für niedrige Flussstärken weniger Strompunkte entlang der Moment- Achse verwendbar, so dass nur ein reduzierter Teil der Stromtabellen 4 tatsächlich nutzbar ist. Fig.3 zeigt ein Diagramm, in dem Strompunkte für unterschiedliche Kombinationen von Sollflussstärke ΨTgt_MTPA und Sollmoment MTgt aufgetragen sind. Die einzelnen Strompunkte werden dabei in einem vorgegebenen Momentabstand, z.B.10 Nm, be- stimmt. Zudem ist in dem Diagramm eine Maximum Torque per Ampere (MTPA)-Linie gezeichnet. Strompunkte, die zum Steuern der Synchronmaschine tatsächlich verwen- det werden, sind in dem Diagramm mit einem x gekennzeichnet. Wie beschrieben, ist zu erkennen, dass kaum Strompunkte für niedrige Flussstärken verwendbar sind, da das maximal erreichbare Moment deutlich reduziert ist. Um diesen Nachteil zu beheben, kann der Strombestimmungsabschnitt 2, wie in Fig.1 gezeigt, bevorzugt einen Maximalmomentbestimmungsabschnitt 5 und einen Normie- rungsabschnitt 6 aufweisen. Der Maximalmomentbestimmungsabschnitt 5 kann als Lookup-Tabelle ausgestaltet sein und kann anhand der Sollflussstärke ΨTgt_MTPA und der Rotortemperatur TRotor ein entsprechend erreichbares Maximalmoment Mmax_MTPA bestimmen. Das Maximalmoment Mmax_MTPA entspricht dabei in Fig.3 dem obersten noch verwendbaren Strompunkt. Das Sollmoment MTgt wird anschließend auf das be- stimmte Maximalmoment Mmax_MTPA normiert und in die Stromtabellen 4, die entspre- chend das normierte Sollmoment MRelativ als Eingangsparameter empfangen können, eingegeben. Ein Diagramm in Fig.4 zeigt Strompunkte für unterschiedliche Kombina- tionen von Sollflussstärke ΨTgt_MTPA und Sollmoment MTgt, wobei die Strompunkte im vorgegebenen Abständen des normierten Sollmoments MRelativ, z.B.0,05 oder 0,1, be- stimmt wurden. Es ist anzumerken, dass die Moment-Achse in dem Diagramm den tatsächlichen Leistungswert angibt. Es ist daher in dem Diagramm zu erkennen, dass durch die Normierung des Sollmoments MTgt auf das Maximalmoment Mmax_MTPA eine Dichte von Strompunkten für niedrige Flussstärken deutlich erhöht werden kann, so dass eine effizientere Regelung der Synchronmaschine in diesem Bereich ermöglicht ist. P220673 DE - 10 - Wie bereits erwähnt, vernachlässigen die Stromtabellen 4 eine Spannungsvariation der an die Statorwicklungen anzulegenden Spannung. Daher ist eine Anpassung der Sollflussstärke ΨTgt_MTPA in dem überlagerten bzw. vorgelagerten Sollflussstärkean- passungsabschnitt 3 notwendig, um die Spannungsvariation auszuregeln oder zu kompensieren. Fig.5 zeigt eine schematische Ansicht des Sollflussstärkeanpassungsabschnitts 3, der wiederum einen Abschnitt 7 zum Bestimmen der wirkungsgradoptimalen Fluss- stärke und einen Spannungsregelungsabschnitt 8 aufweist. Der Sollflussstärkeanpas- sungsabschnitt 3 empfängt das Sollmoment MTgt, die Rotortemperatur TRotor, eine Ma- ximalspannung UMax, eine gegenwärtig an die Statorwicklungen angelegte Spannung Uctrl_req, eine spannungsabfallkorrigierte Spannung UMax_R und die gegenwärtige elekt- rische Frequenz ωel. Es ist anzumerken, dass die Maximalspannung UMax durch eine Limitierung der Leistungselektronikeinheit, die die Synchronmaschine ansteuert, vor- gegeben ist. Wie in Fig.6 gezeigt, wird die spannungsabfallkorrigierte Spannung UMax_R vorherge- hend durch eine Vorsteuerung 11 bestimmt. Die Vorsteuerung 11 empfängt einen Wi- derstand RCopper der Statorwicklungen und einen Strom Ireq_t-1 sowie die Maximalspan- nung UMax und eine gegenwärtig an den Statorwicklungen anliegende Spannung U- crtl_req als Eingangsparameter, um die spannungsabfallkorrigierte Spannung zu bestim- men. Der Wiederstand RCopper kann dabei entsprechend einer Temperatur der Stator- wicklungen angepasst werden. Der Strom Ireq_t-1 kann dabei durch Q-Achsen- und D- Achsen-Sollströme eines vorherigen Zeitschritts vorgegeben sein. Alternativ kann der Strom Ireq_t-1 durch gemessenen dreiphasige Ströme in den Statorwicklungen der Syn- chronmaschine bestimmt werden. Es ist anzumerken, dass die dreiphasigen Ströme durch Park- und Clarke-Transformation in ein d/q-Koordinatensystem transformiert werden können. Eine genaue Bestimmung der spannungsabfallkorrigierten Spannung UMax_R soll an- hand der Figuren 7 und 8 beschrieben werden. Zunächst wird ein Vektor der gegen- wärtig an den Statorwicklungen Ucrtl_req auf den Betrag der Maximalspannung UMax durch den Skalierungsabschnitt 12 skaliert. D.h. der Vektor der gegenwärtig an den P220673 DE - 11 - Statorwicklungen anliegenden Spannung Ucrt_req wird auf die Spannung UMax verlän- gert und gibt somit die Spannung Uto_Limit an, die theoretisch maximal an die Stator- wicklungen anlegbar wäre, aber aufgrund des aktuellen Arbeitspunktes oder der Feld- schwächung nicht anliegt. Anschließend wird der Vektor des Spannungsabfalls UR_drop durch Multiplikation des Vektors des Stroms Ictrl_req mit dem Widerstand RCopper der Statorwicklungen in einem Multiplikationsabschnitt 13 bestimmt. Die Bestimmung des Stroms Ictrl_req ist wie vorhergehend beschrieben. Danach wird der Vektor des Span- nungsabfalls UR_drop vom Vektor der Spannung Uto_Limit subtrahiert, um einen Vektor der spannungsabfallkorrigierten Spannung Ueffektive_Limit zu erhalten. Abschließend be- stimmt ein Betragsbildungsabschnitt 14 den Betrag des Vektors, um die spannungs- abfallkorrigierte Spannung UMax_R zu erhalten. Die spannungsabfallkorrigierte Spannung UMax_R kann nun verwendet werden, um die Sollflussstärke ΨTgt_MTPA anzupassen, so dass eine Spannungsvariation an den Statorwicklungen ausgeregelt bzw. kompensiert wird. Zunächst berechnet der Span- nungsregelungsabschnitt 8, wie in Fig.5 gezeigt, aus der Maximalspannung UMax, der gegenwärtig angelegten Spannung Uctrl_req und der spannungsabfallkorrigierte Span- nung UMax_R die dazugehörigen Flussstärken, d.h. eine Maximalflussstärke ΨMax, eine gegenwärtige Flussstärke Ψctrl_req und eine spannungsabfallkorrigierte Flussstärke ΨMax_R, durch Division mit der elektrischen Frequenz ωel. Durch Subtraktion der ge- genwärtigen Flussstärke Ψctrl_req von der Maximalflussstärke ΨMax wird anschließend eine Flussstärkedifferenz ΨError berechnet. Die Flussstärkedifferenz ΨError wird danach in einen I-Regler 9 eingegeben, um eine Korrekturflussstärke Ψcorrection zu bestimmen. Diese wird dann zu der spannungsabfallkorrigierten Flussstärke ΨMax_R hinzuaddiert. Außerdem bestimmt der Abschnitt 7, wie in Fig.5 gezeigt, eine wirkungsgradoptimale Flussstärke ΨMax_MTPA für das Sollmoment MTgt bei der Rotortemperatur TRotor unter Verwendung des MTPA-Verfahrens und gibt diese in den Spannungsregelungsab- schnitt 8 ein. Der Vergleichsabschnitt 10 des Spannungsregelungsabschnitts 8 vergleicht dann die wirkungsgradoptimale Flussstärke ΨMax_MTPA mit der Summe aus spannungsabfallkor- rigierter Flussstärke ΨMax_R und Korrekturflussstärke Ψcorrection und gibt das Minimum P220673 DE - 12 - dieser beiden Werte aus. Demzufolge wird die Sollflussstärke ΨTgt_MTPA auf die wir- kungsgradoptimale Flussstärke ΨMax_MTPA begrenzt. Das bedeutet, dass ein Bereich, der sich in dem Diagramm aus Fig.4 rechts von der MTPA-Linie befindet, bei der Steuerung bzw. Regelung der Synchronmaschine unberücksichtigt bleibt. Abschlie- ßend wird die angepasste Sollflussstärke ΨTgt_MTPA an den Strombestimmungsab- schnitt 2 ausgeben, der dann den Q-Achsen-Sollstrom Iq und den D-Achsen-Sollstrom Id unter Verwendung der Stromtabellen 4 bestimmt. Als besonders vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Stromtabellen 4 ledig- lich für einen Motorbetrieb der Synchronmaschine erstellt und in der Steuereinheit 1 hinterlegt werden. Der Generatorbetrieb der Synchronmaschine wird in diesem Fall durch Invertieren des Q-Achsen-Stroms berücksichtigt. Wie in Fig.5 zu sehen, erfolgt diese Berücksichtigung dadurch, dass die gegenwärtig an den Statorwicklungen ange- legte Spannung Ucrtl_req ein anderes Vorzeichen als die Maximalspannung UMax auf- weist. Auf diese Weise können die Stromtabellen kleiner ausgebildet sein, so dass Speicherplatz in der Steuereinheit 1 gespart werden kann.
P220673 DE - 13 - Bezugszeichenliste 1 Steuereinheit 2 Strombestimmungsabschnitt 3 Sollflussstärkeanpassungsabschnitt 4 Stromtabellen 5 Maximalmomentbestimmungsabschnitt 6 Normierungsabschnitt 7 Abschnitt zum Bestimmen der wirkungsgradoptimalen Flussstärke 8 Spannungsregelungsabschnitt 9 I-Regler 10 Vergleichsabschnitt 11 Vorsteuerung 12 Skalierungsabschnitt 13 Multiplikationsabschnitt 14 Betragsbildungsabschnitt

Claims

P220673 DE - 14 - Patentansprüche 1. Vektorsteuerverfahren für eine Synchronmaschine, insbesondere eine Perma- nentmagnet-Synchronmaschine, bei dem Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströme (Iq, Id) durch jeweilige Zuordnungen (4), die ein Sollmoment (MTgt) und eine Sollflussstärke (ΨTgt_MTPA) mit dem Q-Achsen-Sollstrom (Iq) bzw. dem D-Ach- sen-Sollstrom (Id) ohne Berücksichtigung einer Spannungsvariation einer an Statorwicklungen der Synchronmaschine anzulegenden Spannung verknüpfen, bestimmt werden, wobei die Spannungsvariation vorhergehend durch Anpas- sung der Sollflussstärke (ΨTgt_MTPA) ausgeregelt oder kompensiert wird, wobei ein Spannungsabfall an Statorwicklungen als Bestandteil der Spannungsvaria- tion durch eine Vorsteuerung (11) berücksichtigt wird. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die jeweiligen Zuordnungen (4) zum Be- stimmen des Q-Achsen-Sollstroms (Iq) und des D-Achsen-Sollstroms (Id) zu- sätzlich einen Eigenschaftsparameter, der eine Veränderlichkeit von magneti- schen und elektrischen Eigenschaften der Synchronmaschine betrifft, insbe- sondere eine Rotortemperatur (TRotor), mit dem Q-Achsen-Sollstrom (Iq) bzw. dem D-Achsen-Sollstrom (Id) verknüpfen. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in der Vorsteuerung (11) eine spannungsabfallkorrigierte Spannung (UMax_R) bestimmt wird, die einem Betrag eines Spannungsvektors (Ueffective_limit) entspricht, der durch Subtraktion eines Vektors des Spannungsabfalls (UR_drop) an den Statorwicklungen von einem auf eine Maximalspannung (UMax) skalierten Vektor der gegenwärtig an den Stator- wicklungen anliegenden Spannung (Uto_limit) erhalten wird. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Vektor des Spannungsabfalls (UR_drop) anhand von Q-Achsen- und D-Achsen-Sollströmen eines vorherigen Zeit- schritts bestimmt wird P220673 DE - 15 - 5. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Vektor des Spannungsabfalls (UR_drop) anhand von gemessenen dreiphasigen Strömen in den Statorwicklungen der Synchronmaschine bestimmt wird. 6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Span- nungsvariation anhand einer Flussstärkedifferenz (ΨError) zwischen einer Maxi- malflussstärke (ΨMax), die der Maximalspannung entspricht, und einer gegen- wärtigen Flussstärke (Ψctrl_req), die der gegenwärtig an den Statorwicklungen anliegenden Spannung entspricht, ausgeregelt oder kompensiert wird. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Flussstärkedifferenz (ΨError) in einen I- Regler (9) eingebeben wird, um eine Korrekturflussstärke (Ψcorrection) zu ermit- teln. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5 und Anspruch 7, wobei eine Summe aus einer spannungsabfallkorrigierten Flussstärke (ΨMax_R), die der spannungsabfallkorrigierten Spannung (UMax_R) entspricht, und der Korrektur- flussstärke (Ψcorrection) oder eine wirkungsgradoptimale Flussstärke (ΨMax_MTPA) für den Fall, dass die Summe die wirkungsgradoptimale Flussstärke (ΨMax_MTPA) überschreitet, als die Sollflussstärke (ΨTgt_MTPA) verwendet werden. 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die wirkungsgradoptimale Flussstärke un- ter Verwendung des Maximum Torque per Ampere (MTPA)-Verfahrens be- stimmt wird. 10. Steuereinheit, die ausgebildet und programmiert ist, das Verfahren gemäß ei- nem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
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