Elektrotechnisches Institut (ETI)

Steigerung der Leistungsdichte durch Erhöhung der Maximaldrehzahl einer permanentmagnet-erregten Synchronmaschine.

  • Motivation

    Am Lehrstuhl Hybridelektrische Fahrzeuge werden verschiedene Antriebskonzepte für den Einsatz in Elektrofahrzeugen untersucht. Dabei ist ein Ziel, die Leistungsdichte des Antriebsstrangs zu erhöhen, um so Bauraum, Gewicht und Kosten zu sparen. Bei der E-Maschine kann die Leistungsdichte durch Steigerung der Drehzahl erhöht werden, was jedoch durch Zentrifugalkräfte im Rotor und durch hohe Frequenzen im Stator begrenzt wird.

    Aufgabenstellung

    In dieser Arbeit soll im ersten Schritt  eine permanenerregte Synchronmaschine (PSM) für den Einsatz im Antriebsstrang eines E-Fahrzeugs ausgelegt werden. Im zweiten Schritt wird eine Maschine gleicher Leistung mit deutlich höherer Maximaldrehzahl ausgelegt und untersucht, ob dadurch eine Reduzierung des benötigten Bauraums erreicht werden kann. Dabei muss auch die Drehzahlfestigkeit des Rotors durch Finite Elemente Rechnungen berücksichtigt werden.

    • Einarbeitung in elektromagnetische FEM-Software (Flux2D) und in strukturmechanische FEM-Software (ANSYS).
    • Auslegung von PSM mit unterschiedlichen Maximaldrehzahlen unter Berücksichtigung der mechanischen Festigkeit.
    • Vergleich der Leistungsdichte der ausgelegten Maschinen.