Elektrotechnisches Institut (ETI)

Entwurf eines parametrisierten Simulationsmodells einer PSM in Luftspaltwicklung

  • Motivation

    Am Lehrstuhl Hybridelektrische Fahrzeuge werden verschiedene Antriebskonzepte für den Einsatz in Elektrofahrzeugen untersucht. Für Antriebe sehr hoher Drehzahl kommen Motoren mit Luftspaltwicklung in Betracht. Bei dieser Bauweise ist die Statorwicklung nicht wie bei herkömmlichen Drehfeldmaschinen in Nuten eingelegt, sondern liegt ringförmig an der Innenseite des Statorjochs. Daraus ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten, aber auch Herausforderungen bei der Auslegung der Maschine.

    Aufgabenstellung

    In dieser Arbeit soll ein frei skalierbares Modell einer permanentmagneterregten Synchronmaschine für die Finite Elemente Simulationssoftware Flux2D entworfen werden. Dabei übersteigt der Komplexitätsgrad des Modells den üblicher Modelle, da in den im Hauptfluss der Maschine liegenden Leitern der Statorwicklung Wirbelströme und Kreisströme induziert werden, die erheblichen Einfluss auf die Leistungsdaten der Maschine haben. Dadurch wird es erforderlich, jeden einzelnen Draht der Wicklung als Festkörperleiter darzustellen und mit dem Schaltkreis zu verbinden. Für die Optimierung der Flussführung werden trapezförmige, angedeutete Statorzähne vorgesehen, die in ihrer Breite, Höhe und Anzahl frei gestaltbar sind.
    Am Ende der Arbeit werden erste Auslegungsrechnungen mit dem entstandenen Modell durchgeführt.

    • Einarbeitung in Flux2D FEM-Software
    • Aufbau eines vollständig parametrierten Grundmodells
    • Finden eines günstigen Ausgangsmodells durch Parameterstudien
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