Beeinflussung der akustischen Eigenschaften permanenterregter Synchronmotoren kleiner Baugröße durch das Ansteuerverfahren

In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine Beeinflussung der akustischen Eigenschaften einer permanentmagneterregten Synchronmaschine über die elektrische Ansteuerung möglich ist. Nach einer kurzen Untersuchung der Schallursachen in elektrischen Maschinen wird die Drehmomentwelligkeit als zu beeinflussende Größe und der Strom als Steuergröße ausgewählt. Eine Integration in einen existierenden elektrischen Antrieb erscheint damit möglich, da das Einstellen des Drehmoments über die feldorientierte Stromregelung heute gängige Praxis ist. Zur Beschreibung der Drehmomentwelligkeit wird ein erweitertes Maschinenmodell im dq-Koordinatensystem hergeleitet, das die Rotorlageabhängigkeit berücksichtigt. Das Modell wird anhand von Finite-Elemente-Magnetfeldberechnungen eines Strukturmodells der Maschine parametriert. Darauf aufbauend wird eine Bedingung hergeleitet, um den Strom zu berechnen, der ein gleichmäßiges Drehmoment zur Folge hat. Dieser Strom wird dem Strukturmodell der Maschine sowie einem verhaltensbasiert implementierten Maschinenmodell vorgegeben. Beide Validierungsmethoden zeigen, dass mit der entwickelten Methode die nahezu vollständige Kompensation der Drehmomentwelligkeit möglich ist, sofern die Rotorlage korrekt erfasst wird.