Open Access

Mirko Ronecker

• Diese Masterthesis befasst sich mit der Entwicklung und Validierung von Inverter-Ansteuerverfahren zur Optimierung des elektrischen Antriebssystems von Elektrofahrzeugen. Zur Bewertung der Modulationsverfahren wurde eine komplett neue Simulationsumgebung in MATLAB aufgebaut. Das Antriebssystem ist in ein Invertermodell, ein nichtlineares Maschinenmodell und einem Batterie- und ZwischenkreismodellDiese Masterthesis befasst sich mit der Entwicklung und Validierung von Inverter-Ansteuerverfahren zur Optimierung des elektrischen Antriebssystems von Elektrofahrzeugen. Zur Bewertung der Modulationsverfahren wurde eine komplett neue Simulationsumgebung in MATLAB aufgebaut. Das Antriebssystem ist in ein Invertermodell, ein nichtlineares Maschinenmodell und einem Batterie- und Zwischenkreismodell aufgeteilt. Für die Evaluierung werden verschiedene Kenngrößen, darunter die Verluste und Belastung der Komponenten, Oberschwingungen, die Common-Mode-Spannung und weitere, ausgewertet. Das Ziel ist die Optimierung des Antriebssystems hinsichtlich einer geeigneten Wahl der Modulationsverfahren in Kombination der Transistorschaltfrequenzen. Der Nutzer definiert eine frei wählbare Zielfunktion nach seinen Ansprüchen. Der Optimierungsalgorithmus sucht daraufhin die optimale Wahl der Inverteransteuerung, bei der die Zielfunktion ihr Minimum annimmt. Als Exempel wurden drei optimierte Betriebsstrategien: Verlustleistungsoptimierung, Optimierung nach der Zwischenkreisbelastung und Minimierung der CMV-Spannung abgeleitet. Die Verluste können im Maschinenkennfeld bei der in dieser Arbeit verwendeten Parametrierung um bis zu 33 % reduziert werden.…
• This master thesis considers the development and validation of inverter Pulse Width Modulation (PWM) techniques to optimize the electrical drive system of electric vehicles. A completely new simulation environment in MATLAB was set up to evaluate the PWM techniques. The drive system is divided into an inverter model, a nonlinear machine model and a battery- plus DC-link-model. Parameters includingThis master thesis considers the development and validation of inverter Pulse Width Modulation (PWM) techniques to optimize the electrical drive system of electric vehicles. A completely new simulation environment in MATLAB was set up to evaluate the PWM techniques. The drive system is divided into an inverter model, a nonlinear machine model and a battery- plus DC-link-model. Parameters including the losses, load on the components, harmonics, Common-Mode Voltage and more are evaluated. The objective is to optimize the drive system with regard of a suitable choice of the PWM techniques in combination with the transistor switching frequencies. The user defines a freely configurable target function according to his requirements. The optimization algorithm then searches for the parameter combination at which the target function reaches its minimum. As an example, three optimized operating strategies were derived: power loss optimization, optimization according to the DC-link load and minimization of the CommonMode Voltage. The losses in the machine characteristic diagram can be reduced by up to 33 % with the parametrization used in this work.…