Permanenterregte Synchronmaschine mit umformtechnisch hergestelltem Statorblech

Von:

Alena Babl

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Im Rahmen dieser Arbeit wird eine permanenterregte Synchronmaschine mit umformtechnisch hergestelltem Statorblech untersucht. Diese Maschine weist eine Laminierung der Statorbleche in radialer Richtung, kornorientiertes Statorblech und Flussbarrieren im Stator auf. Der innovative Stator lässt sich analytisch beschreiben, wodurch eine grobe analytische Bestimmung aller Statordaten durch ein Reluktanznetzwerk möglich ist. Durch die Verwendung von kornorientiertem Blech sowie die Laminierung steigt der magnetische Widerstand in tangentialer Richtung, was als zusätzliche materielle Flussbarrieren interpretiert werden kann. Diese Flussbarrieren treten zwischen allen Spulen auf. Sie stehen den geometrischen Flussbarrieren gegenüber, sodass die Amplitude der Arbeitsharmonischen reduziert und ein Teil der Amplituden der parasitären Harmonischen gestärkt wird. Die Arbeit beschäftigt sich zusätzlich mit den Verlusten dieses neuartigen Statoraufbaues. In der FEM-Simulation der Verluste zeigt sich, dass die Wirbelstromverluste im Stator überproportional mit der Länge der Maschine ansteigen, da sich die Wirbelströme in der gesamten Blechebene in axialer Richtung ausbreiten. Diese werden zum größten Teil von den Permanentmagneten im Rotor verursacht. Eine zusätzliche axiale Segmentierung des Stators verringert die Wirbelströme, während dünneres Blech zu höheren Verlusten führt. Die Flussbarrierenmaschine wird mit einer Standard-Referenzmaschine durch FEM-Simulationen und Messungen am Prüfstand verglichen. Es zeigt sich, dass die Einbringung von Flussbarrieren zu erhöhtem Drehmoment führt. Jedoch treten in der Flussbarrierenmaschine deutlich erhöhte Verluste auf, wodurch das Drehmoment stark verringert wird. Der Vorteil der Flussbarrierenmaschine liegt in der erhöhten Nutfläche.