Permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PSM) sind Elektromotoren, die in verschiedensten Anwendungen bei kleinen Leistungen von einigen Watt bis hin zu Leistungen im Kilowattbereich eingesetzt werden. Für die Untersuchungen im Rahmen ihrer Bachelorarbeit haben Alexander Eberle und Mario Fischer Elektromotoren verwendet, die konkret in Lüftungssystemen zum Einsatz kommen. «Dort sorgen sie dafür, dass sich die Lüftungsklappen öffnen und schliessen», erklärt Mario Fischer. «Diese Motoren sind ein typisches Massenprodukt, das man noch kostengünstiger und kompakter fertigen könnte.»

Für die Ansteuerung einer PSM wird häufig die feldorientierte Vektorregelung angewendet. Um bei diesem Verfahren die korrekte Stromeinprägung zu ermöglichen, muss die Lage des Rotors exakt identifiziert werden. «Die Rotorlage kann durch Sensoren wie zum Beispiel einen Drehgeber oder auch durch Hall-Sensoren identifiziert werden», erklärt Alexander Eberle. «Das bedeutet allerdings, dass am Motor zusätzliche Hardware notwendig ist.» Um solche Zusätze am Motor zu vermeiden, werden sensorlose Verfahren eingesetzt. Diese beruhen auf dem Grundwellenmodell oder auf der Anisotropie der PSM. «Anisotropie bedeutet, dass die Maschine unterschiedliche Längs- und Querinduktivitäten aufweist», so Mario Fischer. Beim Stillstand oder bei sehr kleinen Drehzahlen können Verfahren, welche auf dem Grundwellenmodell beruhen und von der induzierten Spannung des Rotors abhängig sind, nicht angewendet werden. Aus diesem Grund haben Alexander Eberle und Mario Fischer ein Verfahren entwickelt, das auf der Anisotropie der Maschine basiert und sich damit für diesen Betriebsbereich besser eignet.