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April 2016
Christian Schumann
Die zweiseitig gespeiste Axialflussmaschine mit eisenlosem Rotor
Die Untersuchung neuartiger elektrischer Antriebssystemkonzepte und deren Auslegung ist aufgrund aktueller Vorschriften und veränderter Anforderungen ein essentielles Forschungsgebiet. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung einer zweiseitig gespeisten Axialflussmaschine mit eisenlosem Rotor auf Basis eines Systemansatzes. Dabei erfolgt die Modellierung der Maschine durch analytischen Berechnungsverfahren, die mithilfe von FEM-Berechnungen und Messergebnissen verifiziert werden. Als Ausgangspunkt für die Realisierung eines Funktionsmusters dient dabei der Vergleich verschiedener Wicklungs- und Geometrievarianten mit Fokus auf die speziellen Anforderungen der eisenlosen Rotorwicklung. Die Rotorwicklung des erstellten Funktionsmusters wird aus Leiterbahnen einer Platine gebildet, wobei die Platine gleichzeitig als Baugruppenträger genutzt wird um einen rotorintegrierten Frequenzumrichter zu realisieren. Die für den Betrieb notwendige Energie wird über einen Hochfrequenztransformator berührungslos auf den Rotor zu übertragen. Der Informationsfluss innerhalb der Maschine wird über eine optische Kommunikationsschnittstelle zwischen Stator- und Rotorelektronik sichergestellt. Die Komplettierung des systematischen Entwurfs des elektrischen Antriebs stellt ein Regelungskonzept dar, welches eine geberlose feldorientierte Regelung bis zum Stillstand beinhaltet, Eisenverluste minimiert und den doppelten Drehzahlstellbereich gegenüber einer einseitig gespeisten Drehfeldmaschine eröffnet.
Schlagwörter: Eisenlose Maschine; Doppelt gespeiste Asynchronmaschine; Scheibenläufermotor; Integrierte Elektronik
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