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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) durchgeführt werden. Zunächst sollen die Grundschwingungsfrequenzen bis 1500 Hz vermessen und ausgewertet werden. Eine Co-Simulation des Ringkernaufbaus ermöglicht die Modellbildung für den Einfluss der Blechdicke. 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.