Ansatze zur Regelung eines elektronischen Lastemulators fur die Hardware-in-the-Loop-Simulation von Antriebsreglern auf Leistungsebene

摘要

Beim Komponententest von elektrischen Antriebsreglern fur Elektro- und Hybridfahrzeuge hat sich die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation etabliert. Der stetig wachsende Bedarf an Integration fuhrt dazu, dass die Motorregeleinheit oftmals untrennbar mit der Leistungselektronik (Motor-Umrichter) in einem Gehause verbaut wird. Der HIL-Test kann in diesem Fall nur auf Leistungsebene erfolgen und erfordert die Nachbildung der Motorstanderstrome in Echtzeit. Solche HIL-Testsysteme werden als elektronische Lastemulatoren bezeichnet. Dieser Fachartikel stellt Regelungsansatze und Simulationsergebnisse aus einer regelungstechnischen Untersuchung zur Darstellung eines elektronischen Lastemulators fur die Nachbildung von elektrischen Antrieben mittlerer Leistungsklasse (20-150 kW) vor. Die statische und dynamische Genauigkeit der Stromnachbildung ist hierbei die wichtigste Kenngrosse des Emulators, da sie die Qualitat der Emulation massgeblich beeinflusst. Daruber hinaus ist es wichtig, Nichtlinearitaten und Motorfehler zu betrachten, da diese den Phasenstrom direkt beeinflussen. Beim realen Motor weicht die Form des Motorphasenstromes zumeist von einer idealen Sinusschwingung ab. In der Praxis bilden sich im Allgemeinen hohere Stromharmonische und Asymmetrien zwischen den Phasenstromen aus. Die Nachbildung eben solcher Stromharmonischen und die damit verbundene Anpassung der vorgestellten Regelalgorithmen werden nachfolgend betrachtet.