Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Auslegung und lagegeberlosen Regelung einer permanentmagnetunterstützten Synchronreluktanzmaschine. Für drehzahlveränderliche Anwendungen wird vielfach eine feldorientierte Regelung des Maschinentyps mit Lagegeber eingesetzt. Das teure und sensible Bauteil benötigt Bauraum und erhöht die Ausfallwahrscheinlichkeit des Antriebssystems. Aus diesem Grund bestehen verschiedene Ansätze zur Vermeidung der direkten Rotorlageerfassung. Im mittleren und oberen Drehzahlbereich kommen hierbei modellbasierte Verfahren zum Einsatz, welche die Spannungen und Ströme des Maschinenmodells auswerten. Im Stillstand und unteren Drehzahlbereich wird die magnetische Anisotropie über Testsignale ausgewertet und daraus die Rotorlage geschätzt. Dabei gelten eine möglichst hohe Anisotropie und geringe Kreuzkopplung als wünschenswert für den lagegeberlosen Betrieb. Das Maschinendesign beeinflusst hierbei unmittelbar diese Parameter. Mit dem untersuchten Maschinentyp lassen sich im Entwurf zwei Ziele kombinieren. Eine hohe magnetische Anisotropie trägt maßgeblich zur Drehmomentdichte bei und erhöht die Leistungsfähigkeit der lagegeberlosen Regelung.
Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf den Entwurf und die Fertigung eines neuartigen steglosen Rotors zur Umsetzung der genannten Eigenschaften. Dies ermöglicht eine hohe Schenkligkeit im gesamten Stromarbeitsbereich. Der Entwurf des Rotors wird durch Finite-Elemente-Berechnungen für einen vorher festgelegten Stator unterstützt. Der gefertigte Prototyp wird daraufhin am Prüfstand vermessen und die Berechnungen verifiziert. Eine ausführliche Betrachtung verschiedener Parameteridentifikationsverfahren wird gegeben. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden bestehende lagegeberlose Methoden validiert, weiterentwickelt und in Hinblick auf Parametrierung, Implementierungsaufwand und Leistungsfähigkeit verglichen.
Aktualisiert: 2020-12-26
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Bei Opel schwelte es schon eine ganze Weile unterm Dach, verursacht durch eine verfehlte Modellpolitik und Qualitätsprobleme. Dann kamen aus der GM-Zentrale in Detroit die Auflagen: 10.000 Mitarbeiter sind zu entlassen, mindestens ein Werk ist zu schließen, Produktionen in Deutschland sind nach Polen zu verlegen. Das alles in einer Zeit, in der auch andere Autohersteller wie VW und Daimler versuchten, ihre Kosten zu drücken. Streiks waren die Folge, vor allem die Opel-Mitarbeiter gingen auf die Barrikaden. Geschildert werden die Anfänge der Auseinandersetzungen mit der GM-Zentrale, deren Auswirkungen bis in die Gegenwart reichen. Dabei wird detailliert auf die unterschiedlichen Strömungen und Zwischenlösungen eingegangen.
Aktualisiert: 2020-04-23
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Kurzfassung
Metallische Verbundwerkstoffe besitzen hervorragende Funktionseigenschaften aufgrund derer diese Werkstoffe gegenwärtig vermehrt in technischen Komponenten eingesetzt werden. Neben optimierten Werkstoffeigenschaften führt die Verstärkung der Leichtmetalllegierungen jedoch zu einer schlechten Zerspanbarkeit, welche hohe thermische und mechanische Belastungen für das Werkstück erwarten lässt. Diese Belastungen bewirken während der Zerspanung Abweichungen zwischen der nominellen und der realen Schnitttiefe, wodurch die Werkstück-Ist-Geometrie von der Werkstück-Soll-Geometrie abweicht. Verstärkt wird diese prozessbedingte Abweichung durch die weitestgehend trockene spanende Bearbeitung metallischer Verbundwerkstoffe. Es ist somit insbesondere für diese Gruppen von Hochleistungswerkstoffen erforderlich, geringe thermische Belastungen des Werkstücks durch optimierte Prozessabläufe zu erzielen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des Prozessablaufs und der Verstärkungsphase partikelverstärkter Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffe (Al-MMC) auf die thermomechanischen Belastungen des Werkstücks und des Werkzeugs sowie die Fertigungsgenauigkeit untersucht. Um mögliche Einflüsse der Verstärkungsphase bestimmen zu können, wurden drei hinsichtlich des Partikelvolumenanteil und der durchschnittlichen Partikelgröße differierende Al-MMC und deren nicht-verstärkte Aluminiummatrix trocken drehend bearbeitet. Es zeigte sich, dass die Fertigungsgenauigkeit sowohl von den Prozessparametern als auch von der Ausprägung der Verstärkungsphase erheblich beeinflusst wird. Hohe Fertigungsgenauigkeiten erfordern werkstoffunabhängig den Einsatz hoher Schnittgeschwindigkeiten, großer Vorschübe und geringer Schnitttiefen. Die Trockenbearbeitung der Al-MMC führte trotz überwiegend höherer thermischer Belastungen des Werkstücks und des Werkzeugs zu besseren Fertigungsgenauigkeiten als die spanende Bearbeitung der nicht-verstärkten Matrix.
Aktualisiert: 2023-01-27
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