Permanenterregte Synchronmaschinen hoher Drehmomentdichte

Autor: Constantin Maximilian Wohlers

ISBN: 978-3-95900-587-6

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2021

Herausgeber der Reihe: Bernd Ponick, Axel Mertens

Band-Nr.: IAL 04/2021

Umfang: 163 Seiten, 107 Abbildungen

Schlagworte: Leistungsdichte, Drehmomentdichte, direkte Flüssigkeitskühlung, Sättigung, Nutstreuung, Stromverdrängung, hohe Stromdichte, Grobdimensionierung

Kurzfassung: Im Fokus dieser Arbeit stehen permanenterregte Synchronmaschinen mit Zahnspulenwicklungen. Die Steigerung der Drehmomentdichte kann durch eine Erhöhung der Stromdichte erfolgen. Diese wird durch eine direkte Flüssigkeitskühlung der Statorwicklung ermöglicht. Es wird aufgezeigt, wie Maschinen mit hohen möglichen Stromdichten sinnvoll dimensioniert werden können.
Zu Beginn der Arbeit werden Methoden zur Berechnung magnetischer Widerstände für den Stator elektrischer Maschinen vorgestellt und bewertet. Anhand systematischer Parametervariationen mit einem neuartigen Verfahren zur schnellen Maschinenidentifikation wird ein Motor für den Einsatz hoher Stromdichten und das Erreichen hoher Drehmomentdichten dimensioniert. Daraus wird eine analytische Grobdimensionierung in Kombination mit einem vereinfachten magnetischen Ersatznetzwerk erarbeitet. Außerdem wird in dieser Dissertation die geschlossen-analytische Berechnung der Stromverdrängung um den Einfluss endlicher Permeabilität sowie des Nutlängsfelds erweitert.