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Erschienen in: e & i Elektrotechnik und Informationstechnik 2/2017

20.03.2017 | Originalarbeiten

Entwicklungsmethodik für schnelldrehende, permanentmagneterregte Traktionsmaschinen

verfasst von: Marco Hombitzer, David Franck, Kay Hameyer

Erschienen in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik | Ausgabe 2/2017

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Zusammenfassung

Im Rahmen des vom Deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojektes e-generation (Förderkennzeichen 16N11867) wurde eine schnelldrehende permanentmagneterregte Synchronmaschine entworfen, deren maximale Betriebsdrehzahl bei 18.000 min−1 liegt und sich hierdurch deutlich von derzeit am Markt vorzufindenden Traktionsmaschinen absetzt. Ziel dieses Projektes war es, unter den Randbedingungen eines beschränkten Bauraums, der zur Verfügung stehenden Spannung sowie eines begrenzten Strangstroms die benötigten Raddrehmomente in Kombination mit einem eingängigen Getriebe bei gleichzeitiger Reduktion der Antriebsverluste um 40% im Vergleich zu bestehenden Systemen zu erreichen.
Dazu wurde eine Entwurfsmethodik entwickelt, welche neben den Randbedingungen aufgrund des Bauraums, der Spannung sowie des Strangstroms zudem die hohen auftretenden mechanischen Belastungen des Rotors durch Fliehkräfte, die neben der Leistungsdichte ebenfalls gesteigerte Verlustleistungsdichte sowie insbesondere die erhöhten frequenzabhängigen Verluste berücksichtigt. Um einen im Rahmen des Projektes aufgebauten Prototypen vermessen zu können, wurde vorab ein Hochdrehzahlprüfstand im Detail geplant und aufgebaut. An diesem wurden umfangreiche Messungen durchgeführt, um die entwickelte Entwurfsmethodik zu validieren sowie die resultierende Traktionsmaschine bzgl. der Erfüllung der Anforderungen zu verifizieren.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Hombitzer, M., Franck, D., von Pfingsten, G., Hameyer, K. (2014): Permanentmagneterregter Traktionsantrieb für ein Elektrofahrzeug: Bauraum, Wirkungsgrad und Kosten – das Auslegungsdreieck. Renningen: Haus der Technik Fachbuch, Expert Verlag. Hombitzer, M., Franck, D., von Pfingsten, G., Hameyer, K. (2014): Permanentmagneterregter Traktionsantrieb für ein Elektrofahrzeug: Bauraum, Wirkungsgrad und Kosten – das Auslegungsdreieck. Renningen: Haus der Technik Fachbuch, Expert Verlag.
2.
Zurück zum Zitat DIN EN 60034-1:2011-02; VDE 0530-1:2011-02 (2011): Drehende elektrische Maschinen – Teil 1: Bemessung und Betriebsverhalten (IEC 60034-1:2010, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60034-1:2010 + Cor.:2010. DIN EN 60034-1:2011-02; VDE 0530-1:2011-02 (2011): Drehende elektrische Maschinen – Teil 1: Bemessung und Betriebsverhalten (IEC 60034-1:2010, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60034-1:2010 + Cor.:2010.
3.
Zurück zum Zitat Beitz, W., Küttner, K.-H., Dubbel, H. (Hrsg.) (1990): Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 17. Aufl. Berlin: Springer. Beitz, W., Küttner, K.-H., Dubbel, H. (Hrsg.) (1990): Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 17. Aufl. Berlin: Springer.
4.
Zurück zum Zitat Vogt, K. (1996): Berechnung Elektrischer Maschinen. New York: Wiley–VCH. Vogt, K. (1996): Berechnung Elektrischer Maschinen. New York: Wiley–VCH.
5.
Zurück zum Zitat Finken, T. (2011): Fahrzyklusgerechte Auslegung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, Dissertation, IEM RWTH Aachen. Aachen: Shaker. Finken, T. (2011): Fahrzyklusgerechte Auslegung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, Dissertation, IEM RWTH Aachen. Aachen: Shaker.
6.
Zurück zum Zitat Bertotti, G. (1988): General properties of power losses in soft ferromagnetic materials. IEEE Trans. Magn., 1, 621–630. CrossRef Bertotti, G. (1988): General properties of power losses in soft ferromagnetic materials. IEEE Trans. Magn., 1, 621–630. CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Bertotti, G. (1998): Hysteresis in magnetism: for physicists, materials scientists, and engineers (electromagnetism). San Diego: Academic Press. Bertotti, G. (1998): Hysteresis in magnetism: for physicists, materials scientists, and engineers (electromagnetism). San Diego: Academic Press.
8.
Zurück zum Zitat Eggers, D., Steentjes, S., Hameyer, K. (2012): Advanced iron-loss estimation for nonlinear material behavior. IEEE Trans. Magn., 11, 3021–3024. CrossRef Eggers, D., Steentjes, S., Hameyer, K. (2012): Advanced iron-loss estimation for nonlinear material behavior. IEEE Trans. Magn., 11, 3021–3024. CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Hombitzer, M., von Pfingsten, G., Franck, D., Hameyer, K. (2013): Entwurfsmethodik für eine PMSM als Traktionsantrieb für ein elektrisches Sportfahrzeug. In ETG Kongress 2013, Fachtagung Forschung und Entwicklung für die Elektromobilität, Berlin, November. Hombitzer, M., von Pfingsten, G., Franck, D., Hameyer, K. (2013): Entwurfsmethodik für eine PMSM als Traktionsantrieb für ein elektrisches Sportfahrzeug. In ETG Kongress 2013, Fachtagung Forschung und Entwicklung für die Elektromobilität, Berlin, November.
10.
Zurück zum Zitat von Pfingsten, G., Steentjes, S., Hombitzer, M., Hameyer, K. (2013): Influence of winding scheme on the iron- loss-distribution in permanent magnet synchronous machines. In Soft magnetic materials conference, Budapest. von Pfingsten, G., Steentjes, S., Hombitzer, M., Hameyer, K. (2013): Influence of winding scheme on the iron- loss-distribution in permanent magnet synchronous machines. In Soft magnetic materials conference, Budapest.
11.
Zurück zum Zitat Pyrhonen, J., Jokinen, T., Hrabovcov, V. (2008): Design of rotating electrical machines. Chichester: Wiley. CrossRef Pyrhonen, J., Jokinen, T., Hrabovcov, V. (2008): Design of rotating electrical machines. Chichester: Wiley. CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Finken, T., Hafner, M., Felden, M., Hameyer, K. (2010): Design rules for energy efficient IPM motors in HEV applications. Electromotion, 17(3), 143–154. Finken, T., Hafner, M., Felden, M., Hameyer, K. (2010): Design rules for energy efficient IPM motors in HEV applications. Electromotion, 17(3), 143–154.
13.
Zurück zum Zitat Haberauer, H., Bodenstein, F. (2007): Maschinenelemente: Gestaltung, Berechnung, Anwendung. 14. Aufl. Berlin: Springer. Haberauer, H., Bodenstein, F. (2007): Maschinenelemente: Gestaltung, Berechnung, Anwendung. 14. Aufl. Berlin: Springer.
14.
Zurück zum Zitat DIN ISO 10816-3:2009-08 (2009): Mechanische Schwingungen – Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen (ISO 10816-3:2009). DIN ISO 10816-3:2009-08 (2009): Mechanische Schwingungen – Bewertung der Schwingungen von Maschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen (ISO 10816-3:2009).
Metadaten
Titel
Entwicklungsmethodik für schnelldrehende, permanentmagneterregte Traktionsmaschinen
verfasst von
Marco Hombitzer
David Franck
Kay Hameyer
Publikationsdatum
20.03.2017
Verlag
Springer Vienna
Erschienen in
e+i Elektrotechnik und Informationstechnik / Ausgabe 2/2017
Print ISSN: 0932-383X
Elektronische ISSN: 1613-7620
DOI
https://doi.org/10.1007/s00502-017-0490-6

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