Mess- und Betriebsverfahren von stromrichtergespeisten Drehfeldmaschinen mit supraleitender Statorwicklung

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Thomas Kowalski

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Im Gegensatz zu den üblichen Einsatzbereichen von Supraleitern in DC-Anwendungen wird in dieser Arbeit auf die Anwendung unter AC-Bedingungen eingegangen. Ein Vergleich gebräuchlicher Messverfahren bildet die Grundlage für das aufgezeigte und detailliert beschriebene applikationsnahe Prüfstandskonzept. Auf Basis der Messergebnisse der Supraleiterproben und einer vereinfachten Methode zur Verlustapproximation wird ein Optimierungsansatz für den AC-Betrieb von Supraleitern abgeleitet. Ein topologie- und spannungsvariantes Wechselrichtersystem bildet im Prüfstand und im folgenden Antriebskonzept die Schnittstelle zwischen der Technologie der Supraleitung und der Applikation. Hierzu erfolgt der notwendige Auslegungsgang der Kernkomponenten. Im letzten Teil wird das Konzept eines Antriebssystems auf Basis einer supraleitenden AC-Maschine in Kombination mit mehreren Energiequellen beschrieben. Die mehrstufige Nutzung der notwendigen Kühlenergie der Supraleiter steht hier im Hauptfokus. Anhand zweier Betriebsmodi des Wechselrichtersystems wird gezeigt, wie zusätzliche Freiheitsgrade in Bezug auf die Antriebsenergieaufteilung geschaffen werden.