Aryanti Kusuma PutriMethoden zur Bewertung von Oberwelleneffekten in permanentmagneterregten Synchronmaschinen kleiner Leistung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISBN: | 978-3-8440-6085-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Aachener Schriftenreihe zur Elektromagnetischen Energiewandlung Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. mult. Kay Hameyer Aachen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | PMSM; Oberwelle; Kleine Leistung; Kosten | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | German | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 194 pages | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 90 figures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 279 g | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Paperback | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 48,80 € / 61,10 SFr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | August 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buy: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.2370/9783844060850 (Online document) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Abstract: | Heutzutage werden elektrische Maschinen kleiner Leistung als Antriebe verschiedener alltäglicher Anwendungen, wie z.B. als Neben- oder Hilfsantriebe in Kraftfahrzeugen und als Kleinmaschinen in Haushaltsgeräten eingesetzt. Bei diesen Maschinen, die in hohen Stückzahlen produziert werden, sind die Produktionskosten von entscheidender Bedeutung. Gleichzeitig ist eine hohe Leistungsdichte aufgrund des begrenzten Bauraums und des geringen Gewichtes bei mobilen oder tragbaren Anwendungen erforderlich. Aus diesen Gründen werden häufig schnelldrehende permanentmagneterregte Synchronmaschinen (Hochdrehzahl-PMSM) gewählt. Die hohe Leistungsdichte der Hochdrehzahl-PMSM ermöglicht auch einen ressourcensparenden Materialeinsatz, der zu geringeren Kosten führen kann. Durch die hohe Drehzahl bzw. elektrische Grundfrequenz des speisenden Stroms sind parasitäre Effekte, die von Oberwellen der magnetischen Felder im Luftspalt und im Magnetkreis der Maschine verursacht werden, stärker ausgeprägt. Beispielsweise steigen die Ummagnetisierungs- bzw. Eisenverluste mit der Frequenz. Als weiterer wichtiger parasitärer Effekt ist das akustische Verhalten der Maschine zu nennen. Hier sind die Stromoberschwingungen und die Feldwellen im Luftspalt der Maschine ursächlich mit der Anregung von Geräuschen verbunden. Durch die Kombination der Felder miteinander, dem Effekt der Sättigung und einer möglichen Exzentrizität, wirken radiale Zugkraftwellen auf den Stator und regen diesen zu Schwingungen an. Die Vibration des Stators können störende Geräusche verursachen. Ist die Maschine mit mechanischen Komponenten, wie zum Beispiel einem Getriebe verbunden, können Drehmomentschwankungen bei bestimmten Drehzahlen bzw. Frequenzen diese Komponenten anregen und störende akustische Geräusche verursachen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Entstehungsmechanismen von parasitären Effekten in Antriebssystemen kleinerer Leistung besser zu verstehen und mögliche Maßnahmen zur Minimierung der Oberwelleneffekte zu untersuchen und zu bewerten. Beispielhaft soll hierbei eine PMSM kleiner Leistung betrachtet werden. Die Arbeit fokussiert nicht auf die Auslegung einer PMSM, sondern geht auf die Beeinflussung der Zusammensetzung der Rotor- bzw. Statorfelder durch Anpassung einer vorhandenen Maschinengeometrie sowie der Wicklungskonfiguration ein. Ferner sollen die Harmonischen der Luftspaltfelder, die mit bestimmten parasitären Effekten verbunden sind, identifiziert werden. Durch die Identifikation von Ursachen können Maßnahmen zur Modifikation der Maschinengeometrie vorgenommen werden, die gezielt diese Ursachen unterdrücken. |