In Folge mechanischer oder thermischer Schneidverfahren können in ferromagnetischen Materialien lokale mechanische Spannungen entstehen und in Form von Eigenspannungen im Material verbleiben. Wird das Material mechanischen Spannungen ausgesetzt, beeinflusst dies signifikant die charakteristischen magnetischen Eigenschaften sowie die entstehenden spezifischen Eisenverluste. Es resultiert eine magnetisch wirksame Einflusszone, deren Größe abhängig vom Trennverfahren und den Prozess- und Materialparametern ist.
Mit steigenden Leistungsdichten und steigenden Wirkungsgradanforderungen an die elektrischen Maschinen ist ein tiefes Verständnis des Zusammenspiels aus Bearbeitungsverfahren und Magnetik notwendig. Mit Hilfe eines lokalen Materialmodells ist die Abbildung und Analyse dieser unterschiedlichen Bearbeitungseinflüsse möglich.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Wirkungsweise lokaler magnetischer Schädigungen auf Basis des entwickelten kontinuierlichen Material- und Eisenverlustmodells zu analysieren. Innerhalb der Vielzahl der Einflussfaktoren kann so ein tiefergehendes Verständnis des Zusammenspiels aus Bearbeitungseinfluss und resultierendem magnetischem Verhalten gewonnen werden.
Die Arbeit fokussiert auf die Untersuchung der Wirkzusammenhänge materialspezifischer Parameter auf der einen sowie auf elektrische und magnetische Parameter auf der anderen Seite. Die entwickelten modellbasierten, lokalen Formulierungen der Permeabilität und der Eisenverluste erlauben eine Anwendung innerhalb der Methode der Finiten Elemente. Ferner wird der Einfluss der Materialbearbeitung exemplarisch für eine rotierende elektrische Maschine analysiert und bewertet. Abschließend wird die erweiterte Gültigkeit der Formulierung hinsichtlich externer mechanischer Spannungen gezeigt.
Aktualisiert: 2020-01-28
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