Das Projekt "Energieoptimaler Beschleunigungsantrieb und Downsizing-Schleifen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Elektrotechnisches Institut, Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe.Bisher haben energetische Gesichtspunkte beim Betrieb von Stellantrieben nur eine nebengeordnete Rolle gespielt. Die große Zahl von Einsatzfällen lässt sie jedoch zu einer nicht mehr zu vernachlässigenden Größe für mögliches Energieeinsparpotential bei der Wandlung von elektrischer in mechanische Energie werden. Das Vorhaben setzt an den Vorzügen energieoptimaler Bewegungssteuerung und wendet sie weit konsequenter als bisher zum Downsizing von Baugrößen rotierender und linearer Stellmotoren an, indem die geometrischen Wachstumsgesetze z.B. für Effektivmoment und Trägheitsmoment für eine weitere Energieeinsparung genutzt werden und sich zu einer Downsizingschleife entwickeln lassen. Deshalb ist es das Ziel des Vorhabens, die Anwendbarkeit der oben beschriebenen Downsizing-Schleife unter Berücksichtigung aller relevanter Verlustleistungsquellen qualitativ und quantitativ in Theorie und im Experiment nachzuweisen, die Anwendungsfelder auch unter Einbeziehung motornaher energieoptimaler Steuerverfahren (lastabhängige Feldschwächung) abzustecken und den Einfluss von betriebsmäßigen Begrenzungen zu klären. Die Erkenntnisse sollen ausgehend vom starren auf schwingungsfähige mechanische Antriebssysteme übertragen werden, wobei die transiente Energiespeicherung im Feder-Masse System ausgenutzt werden soll.
Das Projekt "On-line Verfahren zur energieeffizienten Betriebsweise von hochausgenutzten elektrischen Antrieben" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Elektrotechnisches Institut, Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe.Hochausgenutzte elektrische Drehfeldmaschinen werden zusammen mit Frequenzumrichtern außer in stationären Industrieantrieben auch als Fahrzeugantriebe eingesetzt. Von hoher Bedeutung für die Senkung des Energieverbrauchs ist die Energieeffizienz des elektrischen Antriebs. Die Maschinen werden oft für ihren Nennbetrieb an einem festen Arbeitspunkt optimiert um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. In vielen Industrieantrieben und besonders in Traktionsanwendungen werden sie jedoch ständig dynamisch betrieben. Somit hat der Arbeits- oder Fahrzyklus einen hohen Anteil an Teillast- und Überlastarbeitspunkten bei unterschiedlichen Drehzahlen. Um die Energiewandlung zwischen elektrischer und mechanischer Energie dennoch mit einem Minimum an Verlustenergie zu bewerkstelligen, muss die Antriebsregelung möglichst genau auf den zu regelnden Prozess und damit auf die elektrische Maschine angepasst werden. Die zur energieeffizienten Regelung nötigen Maschinenparameter hängen vom Maschinendesign ab und können vorab nur mit einer gewissen Unsicherheit bestimmt werden. Sie unterliegen außerdem Schwankungen während des Betriebes. Vor allem magnetische Sättigung im Eisenteil der Maschine und Erwärmung der Wicklungen und Magnete beeinflussen die Parameter. Diesen Abweichungen kann nur mit einem adaptiven Verfahren begegnet werden, das die Steuergrößen der Antriebsregelung während des Betriebes an die veränderten Bedingungen anpasst und so immer den optimalen magnetischen Fluss in der Maschine gewährleistet. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, on-line Verfahren zur energieeffizienten Betriebsweise von hochausgenutzten elektrischen Fahrantrieben mit permanentmagneterregter Synchronmaschine bzw. Asynchronmaschine so zu qualifizieren, dass sie zu einem globalen verlustminimalen Betrieb führen. Durch genaue Adaption der optimalen Steuergrößen ist das Ziel des Vorhabens eine Reduktion der elektrischen Verluste im Fahrbetrieb um 15 % gegenüber einer Standardregelung, was einer mittleren Wirkungsgradverbesserung von bis zu 2 % entspricht. Dies soll in typischen Fahrzyklen von Hybridbussen im öffentlichen Personennahverkehr auf einem Antriebsprüfstand messtechnisch nachgewiesen werden.