Active DC-power filters for switched reluctance drives during single-pulse operation

  • Aktive Gleichstromfilter für Geschaltete Reluktanzantriebe im Einzelpulsbetrieb

Klein-Heßling, Annegret; de Doncker, Rik W. (Thesis advisor); Pickert, Volker (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2018, 2019)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 115
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (x, 166 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2018

Kurzfassung

Geschaltete Reluktanzmaschinen (SRMs) erhalten aufgrund ihrer robusten Struktur und ihrer Kosteneffizienz eine erhöhte Aufmerksamkeit. Ein Nachteil von SRMs ist jedoch die vergleichsweise große Zwischenkreiskapazität, die benötigt wird, um die Stromwelligkeit passiv zu filtern. Diese wird durch die hohe Menge an Magnetisierungsenergie, die zwischen dem Zwischenkreiskondensator und der Maschine oszilliert, verursacht. Eine große Zwischenkreiskapazität erhöht die Größe, das Gewicht und die Kosten des Maschinenumrichters im Vergleich zu Umrichter für konventionelle Drehstromantriebe auf Basis von Asynchron- oder Synchronmaschinen. Diese Arbeit schlägt die Anwendung eines aktiven Gleichstromfilters vor, um die Zwischenkreiskapazität von Geschalteten Reluktanzantrieben zu minimieren. Ein Ziel dieser Arbeit ist es, die verschiedenen Filtertechnologien zu bewerten. Dabei ist nicht nur die Performance der Filter, sondern auch deren Einfluss auf das gesamte Antriebssystem zu berücksichtigen. Ein wichtiger Leistungsindikator ist die Systemeffizienz. Um eine gründliche Bewertung des aktiven Gleichstromfilters im Antriebssystem zu ermöglichen, wird ein neuer Ansatz für die Modellierung von Eisenverlust in SRMs eingeführt. Der Ansatz wird durch ein neuartiges Verfahren validiert, das auf bidirektionalen Phasenströmen der SRM basiert. Die Ergebnisse dieser Forschung sind für Anwendungen mit Hochdrehzahl-SRMs relevant. Ein Teil der Arbeit wurde auf Geschaltete Reluktanzgeneratoren von Range Extendern für (seriell-hybride) Elektrofahrzeuge angewendet. Alle Ergebnisse basieren auf detaillierten Simulationen und werden durch Messungen auf einem Hochdrehzahlprüfstand für elektrische Antriebe validiert.

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