Modellbasierte Simulation von Elektromotoren: Echtzeit-Simulation als Ersatz für mechanische Teststände

Für den Test von Elektromotoren unter praxisgerechten Bedingungen werden heute mechanische Teststände eingesetzt, die einen hohen Aufwand bei der Realisierung der mechanischen Lasten erfordern. Wird der Elektromotor in einer Echtzeit-Simulation realitätsnah nachgebildet...

Für den Test von Elektromotoren unter praxisgerechten Bedingungen werden heute mechanische Teststände eingesetzt, die einen hohen Aufwand bei der Realisierung der mechanischen Lasten erfordern. Wird der Elektromotor in einer Echtzeit-Simulation realitätsnah nachgebildet, werden aufwendige mechanische Teststände oftmals entbehrlich. Zudem ergeben sich ganz neue Möglichkeiten für die Systemverifikation.

Viele Elektromotoren unterschiedlicher Bauart haben heute eine elektronische Steuerung, die umfangreiche und teils komplexe Aufgaben erfüllt. Antriebssysteme mit bürstenlosen Gleichstrommotoren werden sogar erst durch ein elektronisches Steuergerät funktionsfähig. Andererseits ist es auch nicht möglich, die Funktion von Motorsteuerungen ohne eine geeignete motorische Last zu prüfen. Der Einsatz einer elektrischen Motorsimulation anstatt elektromechanischer Prüfstände ist nicht nur kompakt, sondern bietet viele weitere Vorteile. Am Beispiel von bürstenlosen Gleichstrommotoren wird hier gezeigt, welche Anforderungen an eine Motorsimulation gestellt werden müssen und wie sie gelöst werden können.

Entwicklung von Steuergeräten

Elektroantriebe müssen nicht nur im Normalbetrieb exakt funktionieren, sondern auch unter allen vorstellbaren rauhen Betriebsbedingungen. Die Entwicklung von Steuergeräten für solche Antriebe erfordert daher umfangreiche Integrationstests. Zur Einstellung des Steuergerätes auf die unterschiedlichen Betriebsarten und Lastfälle des Antriebssystems wird oft ein entsprechender Motor eingesetzt, der an eine regelbare Lasteinheit mechanisch gekoppelt wird. An dieser Konfiguration werden dann alle wesentlichen Parameter optimiert.