Vorwort

Nun bereits zum siebten Mal habe ich die große Ehre, eine e&i-Ausgabe zum Themenschwerpunkt elektrische Maschinen und Antriebe zu organisieren. Dieses Mal konnten zwölf Originalbeiträge nach einer recht zeitaufwändigen Begutachtung zur Veröffentlichung angenommen werden.

Der Megatrend Elektromobilität bei Straßenfahrzeugen spiegelt sich auch in der Anzahl der eingereichten Beiträge wider. Derzeit werden weltweit auf diesem Gebiet innovative Entwicklungen angestoßen und vorangetrieben, um vor allem die Effizienz, das heißt den Wirkungsgrad des elektrischen Antriebs, zu steigern. Aber auch Themen wie Fertigungstechnologie und Reduktion von Geräuschemissionen werden behandelt.

Folgende Beiträge auf dem Gebiet der elektrischen Maschinen und Antriebe finden Sie in dieser Ausgabe der e&i:

Der Beitrag von den Autoren Florian Pauli, Yixuan Wu, Niklas Driendl, Michael Schröder und Kay Hameyer (IEM RWTH Aachen) mit dem Thema „Transiente Spannungsmodellierung in umrichtergespeisten Niederspannungsmaschinen mit Steckwicklungen“ befasst sich mit den rasch veränderlichen Spannungsverläufen und daraus resultierenden Konsequenzen. Diese Vorgänge haben auf die Spannungsfestigkeit von Isolationsmaterialien großen Einfluss.

Mit dem großen Kapitel der hochfrequenten Common-Mode-Ströme bei umrichtergespeisten Maschinen befassen sich vier Beiträge von Jan Ole Stockbrügger und Bernd Ponick von der Universität Hannover. Hauptthema ist dabei die analytische Ermittlung der verschiedenen Kapazitäten zwischen Statorwicklung, Rotor unter Berücksichtigung des Stirnraumes, und des Nutschlitzes. Nach wie vor ist diese Art von kapazitiven Lagerströmen für viele Lagerschäden verantwortlich. Eine Vorausberechnung dieser parasitären Ströme setzt die exakte Kenntnis der dafür zuständigen Kapazitäten voraus. Für den Anwender sind somit diese vier Beiträge eine sehr wertvolle Hilfestellung für die Abschätzung der Lagerströme.

Die Kenntnis der exakten Eisenverluste ist für die Bestimmung des Wirkungsgrades bei elektrischen Maschinen ein entscheidender Faktor. Im Beitrag von Christoph Rollbühler, Patrick Breining, Johannes Kolb und Martin Doppelbauer (Karlsruher Institut für Technologie) werden vor allem die Eisenverluste in den Einzelzähnen untersucht. Ein Vergleich der simulierten und gemessenen Verläufe des magnetischen Flusses zeigt eine sehr gute Übereinstimmung.

Die „Verbesserung der Performance von Hilfsantrieben für Pumpen- und Lüfteranwendungen in automotiven Anwendungen“, ein Beitrag von Annette Muetze, Stefan Leitner, Hannes Gruebler und Felix Krall (TU Graz), zeigt, dass der Wirkungsgrad im Bereich der Elektromobilität nicht nur bei den Traktionsantrieben, sondern auch bei den Hilfsantrieben immer entscheidender wird. Da bei Elektrofahrzeugen die elektrische Energie im Energiespeicher (Batterie) mitgeführt werden muss, bedeutet die Effizienzsteigerung der Hilfsbetriebantriebe eine Erhöhung der Reichweite.

Die Reduktion des Geräuschniveaus in Innenräumen von Fahrzeugen, auch hinsichtlich der Hilfsantriebe, beleuchten Stefan Hofmann, Stefan Leitner, Markus Mooshammer und Annette Muetze in dem Beitrag „Noise characterization of automotive auxiliary fan drives“. Dabei werden die Geräusch- und Vibrationscharakteristika kleiner Hilfslüfterantriebssysteme, die typischerweise in einem PKW der Mittelklasse eingesetzt werden, beschrieben.

Gerhard Huth und Stefan Mathis von der Technischen Universität Kaiserslautern stellen in ihrem Beitrag hocheffiziente PM-Synchronmotoren in Ferrittechnik vor. Ferritmagnete sind im Gegensatz zu Selten-Erd-Magneten wesentlich preisgünstiger und auch weltweit „fast“ unbegrenzt verfügbar. Der globale Umstieg auf elektrische Antriebssysteme, auch im Industriebereich, erfordert hohe Effizienzklassen, die sich mit der Ferritmagnettechnik realisieren lassen.

Das Autorenteam Markus Jaeger, Pascal Drichel, Michael Schröder, Joerg Berroth, Georg Jacobs und Kay Hameyer von der RWTH Aachen stellen in ihrem Beitrag am Beispiel eines Antriebsstrangs eine Methode vor, welche die elektrotechnischen und strukturmechanischen Teilsysteme rückwirkungsbehaftend und recheneffizient verbindet. Dieser multiphysikalische Ansatz wird bei den komplexen Systemen immer wichtiger, um eine Optimierung des Gesamtsystems zu erreichen.

Der letzte Beitrag in diesem Heft, einmal nicht aus dem Automotivbereich, von Nicolas Erd und Andreas Binder (TU Darmstadt) mit dem Thema „Optimale Auslegung von getriebelosen, permanenterregten Windgeneratoren mit Zahnspulenwicklung und massivem Rotorjoch“ behandelt die Optimierung hinsichtlich Verluste und magnetische Geräuschanregung mithilfe von transienten, nichtlinearen Finite-Elementen-Simulationen.

Für die große Anzahl an hochwertigen Beiträgen und die Bereitschaft des Herausgebers, ein außergewöhnlich umfangreiches Heft zu gestalten, möchte ich mich als Heftkoordinator bei allen Beteiligten sehr herzlich bedanken. Dies ist ein starkes Lebenszeichen der entsprechenden Institute an den deutschsprachigen technischen Universitäten sowie der einschlägigen Industrie. Die Autor/innen investieren in jeden Beitrag viele Arbeitsstunden, die in einigen Fällen neben der täglichen Arbeit nur in der Freizeit erledigt werden können. Darüber hinaus bedanke ich mich auch bei jenen Kolleg/innen, die außerdem noch die Arbeit übernommen haben, die Beiträge zu begutachten und mit konstruktiven Vorschlägen zu optimieren. Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass auch für diese Arbeiten wieder einige Stunden notwendig sind. Ohne diese vielen Mühen, aber auch ohne die Bereitschaft, ihre Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zu publizieren, wäre es nicht möglich, eine so umfangreiche Ausgabe zu erstellen.

Als Ausblick für das Jahr 2021 darf ich im Namen des OVE ankündigen, dass wir wieder die internationale Konferenz „mOre driVE“ am 27. und 28. Jänner 2021 in Wien veranstalten werden. Diese Fachkonferenz findet nun schon zum neunten Mal statt und hat sich als sehr hochwertige Veranstaltung auf diesem Gebiet herauskristallisiert. Sollten Sie, liebe Leser/innen und Fachleute, einen wissenschaftlichen Vortrag oder Artikel dazu beitragen wollen, ersuchen wir Sie um Einsendung der Vorschläge bis 14.8.2020 an academy@ove.at. Weitere Infos zur Konferenz finden Sie auf www.​ove.​at/​acadamy. Die Vorträge werden, so wie schon im Jahr 2019, je nach Wunsch der Autor/innen im Heft 2.2021 veröffentlicht.

Gemeinsam hoffen wir, dass wir Sie - liebe Leserinnen und Leser – für das Thema elektrische Maschinen und Antriebe begeistern können und Sie diese Beiträge mit großem Interesse lesen.