Detailseite
Projekt Druckansicht

Differentielle elektromagnetische Asymmetrie einer permanentmagnetisch erregten Maschine mit konzentrierter Wicklung und kurzgeschlossener Rotorwicklung

Fachliche Zuordnung Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung Förderung von 2010 bis 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172139969
 
Erstellungsjahr 2018

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen der Forschungstätigkeit der vergangenen drei Jahre konnte ein Großteil der beantragten Arbeitspakete abgearbeitet werden. Die Forschung um das Themengebiet „kurzgeschlossene Rotorwicklungen zur Verbesserung der Eigenschaften elektrischer Maschinen für die lagegeberlose Regelung“ wurde vorangetrieben. Zunächst wurde die Flussdichteverteilung des HF-Signals in einem laminierten Rotorjoch untersucht. Es konnte hierbei ein magnetischer Skin-Effekt detektiert werden, welche jedoch von den durch den Stromarbeitspunkt und die Permanentmagnete hervorgerufenen Sättigungserscheinungen überwogen wird. Die ermittelte Zunahme des differentiellen Widerstands und die Abnahme der Induktivität lässt sich durch eine zusätzliche, virtuelle Kurzschlussspule modellieren. Als Ergebnis dieses Arbeitspakets konnte festgestellt werden, dass die bisherige analytische Modellierung korrekt ist, jedoch eine Erweiterung um besagte Spule notwendig ist. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde nun ein Spulenmodell für eine dreisträngige Maschine entwickelt, anhand dessen die Weiten und Positionen der kurzgeschlossenen Rotorwicklungen auf Basis der Rotorlageabhängigkeit optimiert wurden. Nach der Fertigung eines Versuchsaufbaus konnten die modellierten Ergebnisse messtechnisch verifiziert werden, wobei sich erneut die zusätzlichen virtuellen Wicklungen für die Nachbildung des Frequenzeinflusses als notwendig herausstellten. Um zusätzlich die Abhängigkeit vom Stromarbeitspunkt berücksichtigen zu können, wurde die Finite Elemente Methode angewandt, um mittels der Frozen Permeability Methode sowohl das Sättigungs- als auch das Frequenzverhalten der Maschine simulieren zu können. Auch dieses Vorgehen wurde messtechnisch verifiziert. Da die Leistungsfähigkeit der Methode kurzgeschlossener Rotorwicklungen auch für die Praxis evaluiert werden soll, wurde ein Prüfstand entworfen. Auf diesem werden zukünftig zwei Servoantriebe mit Oberflächenmagneten sowie vergrabenen Magneten inklusive kurzgeschlossener Rotorwicklungen untersucht. Noch offene Punkte werden in einem bereits bewilligten Forschungsvorhaben in den kommenden 18 Monaten untersuch.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

Zusatzinformationen

Textvergrößerung und Kontrastanpassung