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Erschienen in:
09.03.2022 | Originalarbeit
Numerische Analyse der Strömung am Eintritt des Luftspalts einer permanenterregten Synchronmaschine
Erschienen in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik | Ausgabe 2/2022
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Zusammenfassung
Für die thermische Absicherung elektrischer Maschinen in einer möglichst frühen Phase des Entwicklungsprozesses werden verschiedene Simulationsmethoden angewendet. Während die Wärmeleitung in den Bauteilen eindimensional berechnet werden kann, sind für den Wärmeübergang zum Innenraum der elektrischen Maschine detaillierte dreidimensionale CFD-Simulationen notwendig. Diese werden insbesondere zur Berechnung der Strömungsvorgänge im Innenraum der elektrischen Maschine genutzt. Abhängig vom Kühlkonzept der E‑Maschine handelt es sich um einphasige Luftströmungen oder eine zweiphasige Strömung bestehend aus dem verwendetem Kühlmedium und Luft.
Diese Arbeit fokussiert sich auf die einphasigen Strömungsvorgänge im Luftspalt permanenterregter Synchronmaschinen. Es wird gezeigt, wie die Strömung den Austausch zwischen Luftspalt und den beiden Stirnräumen des Elektromotors beeinflusst. Anhand detaillierter dreidimensionaler CFD-Simulationen wird die turbulente Strömung im Luftspalt und dessen Eintrittsgebiet analysiert. Dabei wird sowohl der Einfluss der genuteten Statoroberfläche auf die Taylor-Couette-Strömung im Luftspalt als auch der Einfluss der Spalteintrittströmung auf die sich ausbildende Strömungsform im Luftspalt untersucht.