offen

Motivation

Die Auslegung elektrischer Maschinen erfordert akkurate Materialmodelle,
insbesondere für die beteiligten weichmagnetischen Werkstoffe in Stator- und
Rotorpaket. Die Verlustmodelle sowie die Bedatung der FE-Simulationen basieren
dabei typischerweise auf Materialcharakterisierungen mit sinusförmigem Verlauf der
magnetischen Flussdichte. Im Betrieb der Maschine am Umrichter treten jedoch
zusätzliche Effekte im Magnetkreis auf. Dazu zählen unter anderem
Nebenhystereseschleifen und zusätzlich Wirbelströme. Aufgrund dieser Effekte
kann keine Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation erreicht werden.
Dies führt in der Folge zu erheblichen Entwicklungsaufwänden und Kosten aufgrund
zusätzlicher Validierungsmessungen.
 

Aufgabenstellung

In Kooperation mit der Firma Schaeffler sollen in dieser Arbeit die zusätzlichen
umrichterbedingten Eisenverluste anhand von Ringkernproben untersucht werden.
Die Vermessung soll an verschiedenen Materialproben (Elektroband
unterschiedlicher Dicken, SMC) sowie bei verschiedenen Temperaturen
durchgeführt werden. Dazu steht am ETI eine Klimakammer zur Verfügung.
Zunächst sollen die Grundschwingungsfrequenzen bis 1500 Hz vermessen und
ausgewertet werden. Eine Co-Simulation des Ringkernaufbaus ermöglicht die
Modellbildung für den Einfluss der Blechdicke sowie der Temperatur. Anschließend
sollen Flussdichteharmonische untersucht werden. Die Berechnung der
Eisenverluste über Spannungsharmonische aus einem Antriebsstrangmodell und
die Applikation einer angepassten Bertotti-Verlustmodellierung schließen die Arbeit
ab.