Gestaltung von Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen für die Metalladditive Fertigung

Zusammenfassung

Die 3D-Gestaltungsfreiheit der Additiven Fertigung kann auch im Elektromaschinenbau vorteilhaft zur Funktionsintegration oder zur Erhöhung des Leichtbaugrads genutzt werden. Dies wird in der vorliegenden Dissertation am Beispiel von Rotoren permanentmagneterregter Synchronmaschinen erforscht. Da im Fall massiver Rotoren insbesondere im Bereich der Rotoroberfläche Wirbelstromverluste zu erwarten sind, wird zunächst der Ansatz diskutiert, ebendiese Wirbelstromeffekte durch gezieltes Schraffieren der Rotoroberfläche zu unterdrücken. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Gestaltung des Rotors für die Additive Fertigung, wobei insbesondere der weichmagnetische Rotorteil so gestaltet wird, dass eine Schrägungswirkung erzielt wird und gleichzeitig die Magnettaschen axial gerade verbleiben. Die Auswirkung dieser Art der Schrägung wird dabei ausführlich diskutiert und die Erkenntnisse messtechnisch validiert, um daraus letztlich Handlungsempfehlungen zur vorteilhaften Gestaltung von additiv gefertigten Rotoren abzuleiten.

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Bibliographische Angaben

Auflage: 1/2021
Copyrightjahr: 2021
ISBN-Online: 978-3-95900-630-9
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IAL
Band: IAL 05/2021
Sprache: Deutsch
Seiten: 183
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Danksagung Kein Zugriff
2. Kurzfassung Kein Zugriff
3. Abstract Kein Zugriff
4. Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff
5. Formelzeichenverzeichnis Kein Zugriff
6. Abkürzungsverzeichnis Kein Zugriff
1 Einleitung Kein Zugriff Seiten 1 - 3
1. 2.1 Fertigungstechnologien Kein Zugriff
2. 2.2 Weichmagnetische Materialien für die Additive Fertigung Kein Zugriff
3. 2.3 Konstruktive Aspekte Kein Zugriff
4. 2.4 Stand der Forschung Kein Zugriff
5. 2.5 Einsatzmöglichkeiten und Herausforderungen Kein Zugriff
1. 3.1 Ummagnetisierungsvorgänge in weichmagnetischen Werkstoffen Kein Zugriff
2. 3.2 Felddiffusion und die Entstehung von Wirbelstromverlusten Kein Zugriff
3. 3.3 Untersuchung unterschiedlich geschlitzter Rotoroberflächen Kein Zugriff
4. 3.4 Messtechnische Validierung Kein Zugriff
1. 4.1 Feldspektrum von PMSM Kein Zugriff
2. 4.2 Wirkung und Beschreibung von Schrägung Kein Zugriff
3. 4.3 Kraft- bzw. Drehmomentberechnung in PMSM Kein Zugriff
4. 4.4 Axialkräfte Kein Zugriff
1. 5.1 Gestalterische Zielkonflikte Kein Zugriff
2. 5.2 Untersuchung der Rotorstreuung Kein Zugriff
3. 5.3 Untersuchung des Luftspaltfelds Kein Zugriff
4. 5.4 Resultierendes Rastmoment Kein Zugriff
5. 5.5 Zwischenfazit Kein Zugriff
1. 6.1 Gestaltung der Rotorpolschuhe Kein Zugriff
2. 6.2 Gestaltung der Schlitzung an der Rotoroberfläche Kein Zugriff
3. 6.3 Gestaltung der Streustege und der geschlossenen Rotoroberfläche Kein Zugriff
4. 6.4 Gestaltung der axialen Endbereiche Kein Zugriff
5. 6.5 Gestaltung der Hohlwelle und der Übergangsbereiche zwischen dem Aktivteil und den Lagern Kein Zugriff
6. 6.6 Herstellprozess Kein Zugriff
7. 6.7 Mechanische Parameter des additiv gefertigten Rotordemonstrators Kein Zugriff
1. 7.1 Prüfstandsaufbau, Messtechnik und Messmethodik Kein Zugriff
2. 7.2 Leerlaufmessungen Kein Zugriff
3. 7.3 Lastmessungen Kein Zugriff
4. 7.4 Rast- und Pendelmomentmessungen Kein Zugriff
5. 7.5 Beschleunigungsversuche Kein Zugriff
6. 7.6 Zusammenfassung der Messergebnisse Kein Zugriff
1. 8.1 Additiv gefertigte Rotoren großer Synchronmaschinen Kein Zugriff
2. 8.2 Additiv gefertigte PM-Rotoren für Flugzeugantriebe Kein Zugriff
9 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 158 - 161
1. A.1 Ergänzungen zur Untersuchung der Wirbelstromeffekte Kein Zugriff
2. A.2 Prüfstandsaufbau zur Untersuchung des Rotordemonstrators Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 165 - 180
Wissenschaftlicher Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 181 - 183