Gestaltung von Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen für die Metalladditive Fertigung

Autor: Stefan Urbanek

ISBN: 978-3-95900-618-7

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2021

Herausgeber der Reihe: Bernd Ponick, Axel Mertens

Band-Nr.: IAL 05/2021

Umfang: 201 Seiten, 118 Abbildungen

Schlagworte: Permanentmagneterregte Synchronmaschine, PMSM, Rotoraktivteil, Additive Fertigung, Laserstrahlschmelzen, Schrägung, Wirbelstromeffekte

Kurzfassung: Die 3D-Gestaltungsfreiheit der Additiven Fertigung kann auch im Elektromaschinenbau vorteilhaft zur Funktionsintegration oder zur Erhöhung des Leichtbaugrads genutzt werden. Dies wird in der vorliegenden Dissertation am Beispiel von Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen erforscht. Da im Fall massiver Rotoren insbesondere im Bereich der Rotoroberfläche Wirbelstromverluste zu erwarten sind, wird zunächst der Ansatz diskutiert, ebendiese Wirbelstromeffekte durch gezieltes Schraffieren der Rotoroberfläche zu unterdrücken. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Gestaltung des Rotors für die Additive Fertigung, wobei insbesondere der weichmagnetische Rotorteil so gestaltet wird, dass eine Schrägungswirkung erzielt wird und gleichzeitig die Magnettaschen axial gerade verbleiben. Die Auswirkung dieser Art der Schrägung wird dabei ausführlich diskutiert und die Erkenntnisse messtechnisch validiert, um daraus letztlich Handlungsempfehlungen zur vorteilhaften Gestaltung von additiv gefertigten Rotoren abzuleiten.