Dynamisches Modell der Asynchronmaschine mit Berücksichtigung von Fehlern und Unsymmetrien

Aus Wettbewerbs- und Kostengründen wird es immer wichtiger, das Verhalten eines Antriebs in seiner eingesetzten Umgebung möglichst genau vorherzusagen. Mit Hilfe numerischer Simulationsmodelle im Zeitschrittverfahren besteht die Möglichkeit, komplexe Antriebssysteme nachzubilden und die Auswirkung der einzelnen Komponenten untereinander bereits während der Projektierung abzuschätzen. Aufgabenstellung dieser Arbeit war es, dynamische Modelle netz- und umrichtergespeister Asynchronmaschinen in einer objektorientierten Simulationsumgebung, zu erstellen. Die Simulationsmodelle netzgespeister Asynchronmaschinen sollen es ermöglichen, die Hochläufe bei Berücksichtigung der Sättigung der Streuwege sowie das dynamische Verhalten der Maschine bei Fehlerzuständen zu untersuchen. Für umrichtergespeiste Asynchronmaschinen, eingesetzt als Getriebeprüfstandsantriebe in der Automobilindustrie, werden Modelle zur Verifizierung der im Getriebeprüfstand auftretenden Drehmomentpulsationen benötigt. Der Antriebsstrang ist dabei von einem idealisierten Umrichter bis zu einem idealisierten Modell der Antriebsmechanik nachzubilden. Durch das Asynchronmaschinenmodell sollen die Einflüsse der verteilten Wicklung, der Nutöffnungen, von dynamischen und statischen Exzentrizitäten, der magnetischen Vorzugsrichtung der Blechpakete und die Auswirkung von Stabbrüchen auf die Drehmomentpendelungen untersucht werden. Durch die Simulationsergebnisse soll möglich sein, die im Getriebeprüfstand auftretenden Drehmomentpulsationen dem Umrichter bzw. einem parasitären Effekt der elektrischen Maschine zuzuordnen. Nach der Identifikation des „Verursachers“ ist es gezielt möglich, durch Änderung des Maschinen- oder Umrichterdesigns die auftretenden Drehmomentenwelligkeiten zu reduzieren.