Drehmomentregelung eines hochdrehenden SwitchedReluctance Starter-Generators (SR S/G) für die Anwendung in Flugzeugen

摘要

Die vorliegende Dissertation behandelt die Drehmomentregelung eines hochdrehenden Switched Reluctance Starter-Generators (SR S/G) für die Anwendung in Flugzeugen. Das Starter-Generatorsystem ist für ein konstantes Drehmoment von 15 Nm bis zur Drehzahl von 27.000 min -1 im Starterbetrieb und für eine konstante Leistung von 30 kW bis zur Drehzahl von 50.000 min -1 im Generatorbetrieb sowie eine Bordnetzspannung von 270 V spezifiziert.Im ersten Kapitel wird ein Überblick über die Literatur gegeben Darauf folgt eine Motivation aufgrund offener Forschungsfragen, die insbesondere eine optimierte Regelung unter Berücksichtigung der nichtlinearen magnetischen Eigenschaften von SRM betreffen.Im zweiten Kapitel wird ein 2D-FEA Modell vorgestellt, mit dem die Flussverkettung und das innere Drehmoment der SRM berechnet werden können. Diese Simulationen werden durch experimentelle Ergebnisse unter Berücksichtigung der Ummagnetisierungsverluste ergänzt.In Kapitel 3 werden Methoden zur Bestimmung der Ummagnetisierungsverluste und zurthermischen Analyse der SRM vorgestellt. Erstere ergeben sich durch Simulation auf Basis der Flussdichten in Stator und Rotor. Im nächsten Teil wird ein thermische Analyse auf Basis von Näherungsformeln und CFD-Simulation durchgeführt.Kapitel 4 behandelt eine Regelungsstrategie zur Maximierung des Drehmoments. Die rechnerisch optimierten Schaltwinkel werden in einer Look-Up-Tabelle für im experimentellen Aufbau gespeichert. Die Evaluation erfolgt auf Basis eines speziell für hochdrehende Antriebe geeigneten Drehmomentmessverfahrens, welches auf Beschleunigungsmessungen basiert. Die Leistung im Generatorbetrieb ergibt sich analog durch einen Abbremsversuch.Kapitel 5 fasst nochmals die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit zusammen.