In der vorliegenden Arbeit wird eine fremderregte Synchronmaschine als Achsantrieb für ein Elektrofahrzeug entwickelt. Als Grundlage hierfür dient ein bereits vorhandener Stator einer permanenterregten Synchronmaschine. Durch die Wiederverwendung des Stators ist eine maschinentypunabhängige Baukastenerweiterung in Form eines magnetfreien Rotors gegeben, wodurch die ökonomischen und ökologischen Nachteile der Permanentmagnete ausgeschlossen sind.
Bei der Auslegung des Rotors wird von Beginn an ein multiphysikalischer Entwicklungsansatz gewählt, mit dem der praxistaugliche Einsatz für den modularen Baukasten sichergestellt ist. Dabei ist die elektromagnetische Auslegung iterativ auf die mechanische Blechpaketfestigkeit, das thermische Verhalten und die magnetischen Geräusche abgestimmt. In Kombination mit den gesetzten Restriktionen ergibt sich ein neuartiges asymmetrisches Polschuhdesign mit dem es möglich ist, das geforderte Drehmoment mit genügend kleiner Welligkeit ohne eine Rotorschrägung zu erreichen. Die Simulationsergebnisse sind durch die Vermessung eines aufgebauten Prototyps validiert und bestätigt.
Ein abschließender Simulationsvergleich mit der baugleichen permanenterregten Synchronmaschine zeigt, dass die fremderregte Synchronmaschine hinsichtlich Performance, Wirkungsgrad und Geräuschverhalten eine konkurrenzfähige Alternative dazu ist.
Aktualisiert: 2022-06-23
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Mit dem Fortschritt der Mobilität hin zur Elektrifizierung des Antriebstranges eröffnet sich kurz- und mittelfristig ein Markt für elektrische Maschinen, die über Umrichter gespeist werden, und deren Anforderungskriterien an das Isolationssystem elektrischer Maschinen besonders hoch sind. Das Isolationssystem umrichtergespeister Maschinen wird Spannungsimpulsen mit sehr kurzen Anstiegszeiten und hohen Impulsfolgefrequenzen ausgesetzt. Vor allem wird hierbei die Windungsisolierung stark beansprucht. Als Folge dieser erhöhten elektrischen Belastung können Teilentladungen (TE) auftreten, welche auf Dauer zur Reduzierung der Lebensdauer bzw. zum Ausfall einer Maschine führen.
Somit liegt das Ziel dieser Arbeit, neben einer Vertiefung der Kenntnisse über das TE-Verhalten der Windungsisolierung umrichtergespeister Niederspannungsmotoren, in einer Beurteilung der TE-Messung als mögliche qualitätssichernde Prüfung für EoL-Prüfungen elektrischer Traktionsmotoren. Insbesondere sollen die Unterschiede im TE-Verhalten der einzelnen Teile des Motorisoliersystems aufgezeigt werden und deren Aussagekraft für EoL-Prüfungen von elektrischen Traktionsmotoren erörtert werden.
Aktualisiert: 2020-06-05
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