Elektrische Antriebe

Elektrische Antriebe stellen in der Regel ein System aus elektrischer Maschine und Wechselrichter zur Steuerung dar. Am häufigsten werden dreiphasige Systeme verwendet. Die Maschine ist dabei mit drei Leitungen mit dem Wechselrichter verbunden. Daneben finden auch 6-phasige Systeme bei höheren Leistungen ab 300kW Anwendung. Sie werden auch wegen des höheren Wirkungsgrades oft im Rennsport verwendet.

Die elektrische Maschine kann dabei eine permanenterregte Synchronmaschine (PMSM) sein. Magnete im Rotor erzeugen die Erregung. Sie wird wegen der kompakten Bauart und des hohen Wirkungsgrades sehr häufig eingesetzt. In den letzten Jahren werden zunehmend magnetfreie Maschinen entwickelt. Allen voran steht die fremderregte Synchronmaschine (FESM), bei der das Magnetfeld im Rotor durch Spulen erzeugt wird.

Bei der Entwicklung des Systems müssen die Einflüsse des Wechselrichters auf das Verhalten der elektrischen Maschine berücksichtigt werden. Die Puls-Weiten-Modulation (PWM) erzeugt im Motor hochfrequente Oberschwingungen die vor allem zu zusätzlichen Verlusten führen. Dies kann in einer Co-Simulation von Motor und Wechselrichter mit berücksichtigt werden.