Elektrotechnisches Institut (ETI)

Auslegung und Optimierung eines Transversalflussmotors in Sammlermagnetanordnung und Klauenpolkonfiguration

  • Typ:Bachelorarbeit
  • Datum:Abgeschlossen
  • Betreuer:

    M.Sc. Bo Zhang

  • Bild:

    Jan Bär

  • Motivation

    Im Projekt „Konzeption und Analyse einer E-Maschine auf Basis neuer Werkstoffkomponenten (SMC)“ soll der Einsatz, speziell im Hinblick auf den Einsatz in Kraftfahrzeugen, von SMC-Materialien im Elektromotor bewertet werden. Der Transversalflussmotor (TFM) ist wegen der komplexen Bauform und des drei dimensionale fließenden magnetischen Flusses ein sehr aussichtsreiches Einsatzgebiet von SMC.

    Im Gegensatz zur herkömmlichen Ausführung von Blechpaketen in Elektromotoren bestehen Motoren mit Pulververbundwerkstoffen (SMC, soft magnetic compound) nicht aus geschichteten elektrisch isolierten Blechen. Stattdessen werden sehr kleine Partikel aus weichmagnetischem Material mit einer Isolierschicht überzogen und anschließend verpresst. Das so hergestellte SMC-Material zeichnet sich durch eine dreidimensionale Isotropie, einfache Fertigung, und eine komplexer Geometrie aus.

    Im Vergleich zum TFM mit Flachmagnetanordnung hat die TFM mit Sammlermagnetanordnung hohe Kraft- und Drehmomentdichte, aber komplexere Struktur und aufwändigere Konstruktion. Um die Vorteile der beiden Topologien auszunutzen wird der neuartige TFM mit Sammlermagnetanordnung und Klauenpolkonfiguration entwickelt.

    Aufgabenstellung

    In dieser Arbeit soll der neuartige TFM mit Sammlermagnetanordnung und Klauenpolkonfiguration mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht werden. Dazu sind folgende Schritte erforderlich:

    • Literaturrecherche über den neuartigen Transversalflussmotor
    • Entwurf eines Transversalflussmotors mit der Sammlermagnetanordnung und Klauenpolkonfiguration mithilfe der analytischen Methode
    • Optimieren des entworfenen Transversalflussmotors mit FEM
    • Erstellung der Grenzkennlinie sowie Kennfelder
    • Bewertung dieser Topologie

    Abbildung1: Verschiedene Topologie des TFMs mit Sammlermagnetanordnung und Klauenpolkonfiguration