Die Verabschiedung der Verordnung Nr. 640/2009 der Europäischen Kommission und die daraus resultierende schrittweise Einführung der Energieeffizienzklassen für am Netz betriebene Drehstrom-Asynchronmotoren rückt den Faktor Energieeffizienz, vor allem bei Hauptantrieben, immer weiter in den Fokus. Daher fordert der Markt bereits schon heute Motoren der Effizienzklasse IE4. Aufgrund der prinzipbedingten Rotorverluste ist das Erreichen der Effizienzklasse IE4 für Motoren in Asynchrontechnik jedoch gerade bei kleinen Achshöhen problematisch. Abhilfe kann an dieser Stelle der Einsatz von PM-Synchronmotoren schaffen, die feldorientiert am Umrichter betrieben werden. Neben der Verbesserung des Motorwirkungsgrads kann hier, je nach Applikation, der Systemwirkungsgrad durch die Möglichkeit der Drehzahlstellung deutlich verbessert werden. Aufgrund der ungünstigen Preisstellung und Verfügbarkeit ist ein Verzicht auf Seltenerdmagnete wünschenswert. Eine Alternative stellt die Verwendung günstiger und gut verfügbarer Ferritmagnete dar. Daher beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Frage, inwiefern Motoren in Ferrittechnik das Potential besitzen als drehzahlveränderbarer Hauptantrieb höchste Effizienzanforderungen zu erfüllen.
Nachdem zunächst ein favorisiertes Motorkonzept identifiziert wird, fokussiert sich die Arbeit auf die analytische Beschreibung des magnetischen, elektrischen und thermischen Verhaltens des Ferritmotors und schafft somit einen Zugang zum Motor in Ferrittechnik. Auf dieser Basis wird ein optimiertes Funktionsmuster entworfen, während anhand der Messergebnisse das analytische Programm validiert wird. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf einen Reihenentwurf und weiteres Optimierungspotential der PM-Synchronmaschine in Ferrittechnik.
Aktualisiert: 2019-12-12
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