Verfügbarkeit: Hochtourige Antriebskonzepte für Strömungsmaschinen in PM-Synchrontechnik

Hochtourige Antriebskonzepte für Strömungsmaschinen in PM-Synchrontechnik:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	He, Jiawei 1987- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Düren Shaker 2020
Schriftenreihe:	Kaiserslauterer Beiträge zur Antriebstechnik 19
Schlagworte:	Pulverkern Wirkungsgrad Weichmagnetischer Werkstoff Dauermagneterregter Synchronmotor Hohe Drehzahl Temperaturverteilung Kreiselverdichter Verlustleistung Elektroantrieb Betriebsverhalten hochtourig Antriebskonzepte SMC-Material Zahnspulenwicklung Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	x, 165 Seiten Illustrationen 21 cm, 263 g
ISBN:	9783844076424 3844076425

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 0.1 SCHREIBWEISE DER FORMELZEICHEN ...................................................... VII 0.2 SYMBOL VERZEICHNIS.............................................................................. VII 1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1 1.1 MOTIVATION ....................................................................................... 1 1.2 ZIELSETZUNG DER ARBEIT .................................................................. 2 2 MOEGLICHE KONZEPTE FUER HOCHTOURIGE ANTRIEBE 5 2.1 GEEIGNETER MOTORTYP ..................................................................... 5 2.2 FELDORIENTIERT BETRIEBENE PMSM ................................................... 8 2.3 SINUSSTROMBETRIEB ........................................................................... 9 2.4 MOEGLICHKEITEN DER MOTORAUSFUEHRUNG ................................................. 11 2.5 KRITERIEN FUER DIE BEWERTUNG DER KONZEPTE ..................................... 15 2.6 BEWERTUNG DER MOTORKONZEPTE .......................................................... 17 2.6.1 FESTLEGUNG AUF VIER MOTORKONZEPTE ..................................... 17 2.6.2 EINSATZ VON SMC-MATERIALIEN FUER MOTORKONZEPTE MIT LUFT SPALTWICKLUNG ............................................................ 20 2.6.3 WEITERE FESTLEGUNG AUF DAS GRUNDMOTORKONZEPT ............ 26 3 DETAILAUSFUEHRUNG DES GEWAEHLTEN MOTORKONZEPTES 28 3.1 STAENDERAUFBAU ..................................................................................... 28 3.1.1 GEBLECHTES STAENDERPAKET ....................................................... 28 3.1.2 NEUARTIGES STAENDERAKTIVTEIL AUS SMC-MATERIALIEN .... 29 3.1.3 WICKLUNGSSYSTEM ................................................................... 31 3.2 LAEUFERAUFBAU .................................................................................... 37 3.2.1 HARTMETALLHOHLWELLE ............................................................. 37 3.2.2 PERMANENTMAGNET ................................................................... 38 4 ANALYTISCHE MODELLIERUNG UND SIMULATION 41 4.1 MODELLANSATZ UND ALGORITHMUS .......................................................... 41 4.2 BESTIMMUNG DER LUFTSPALTINDUKTION ................................................. 43 4.2.1 BESTIMMUNG DES PERMANENTMAGNETERREGTEN LUFTSPALTFEL DES 44 4.2.2 BESTIMMUNG DES DURCH DEN STAENDERSTROM ERZEUGTEN LUFT SPALTFELDES ................................................................... 57 4.3 THERMISCHE MODELLIERUNG ................................................................... 60 4.4 UMRICHTERSPEISUNG ............................................................................ 65 4.5 STATIONAERES BETRIEBSVERHALTEN .......................................................... 69 4.5.1 ERSATZSCHALTBILD UND LEISTUNGSBILANZ ................................... 69 4.5.2 BERECHNUNG VON STRANGWIDERSTAND UND DREHFELDINDUKTI VITAET ............................................................................ 70 4.5.3 BERECHNUNG VON EMK UND PM-FLUSSVERKETTUNG ............ 72 4.5.4 BERECHNUNG DES DREHMOMENTS .............................................. 73 4.5.5 WIRKUNGSGRAD- UND VERLUSTBERECHNUNG ............................... 74 4.6 SIMULATIONSTOOL .................................................................................. 84 5 VERGLEICH DER ANALYTISCHEN SIMULATION MIT DER FEM-BERECHNUNG 88 5.1 GRUNDLAGEN DER FEM-BERECHNUNG .................................................... 88 5.2 MODELLBILDUNG IN ANSYS MAXWELL 2D ........................................... 90 5.2.1 MOTORGEOMETRIE ...................................................................... 90 5.2.2 MATERIALDATEN ......................................................................... 91 5.2.3 RANDBEDINGUNGEN UND ERREGUNG ........................................... 93 5.2.4 VERNETZUNG ............................................................................ 95 5.2.5 SETUP UND POST-PROCESSING .................................................... 97 5.3 VERGLEICH ZWISCHEN FEM-SIMULATIONEN UND ANALYTISCHER BERECH NUNG ........................................................................................... 98 5.3.1 LUFTSPALTINDUKTION ................................................................ 98 5.3.2 INNERES DREHMOMENT UND VERLUSTE IM LASTFALL ................... 99 6 FUNKTIONSMUSTERENTWURF UND MUSTERBAU 102 6.1 ENTWURF VON FUNKTIONSMUSTER FM-A ............................................. 103 6.1.1 STAENDER ................................................................................ 103 6.1.2 LAEUFER ................................................................................... 103 IV 6.2 OPTIMIERTE AUSLEGUNG VON FUNKTIONSMUSTER FM-A ......................... 104 6.3 FUNKTIONSMUSTERBAU ....................................................................... 106 6.3.1 GEWAEHLTER STAENDERAUFBAU DES 6-NUTIGEN MOTORKONZEPTES 106 6.3.2 GEWAEHLTER LAEUFERAUFBAU DES 6-NUTIGEN MOTORKONZEPTES . 108 6.3.3 ZUSAETZLICHER STAENDERAUFBAU ......................................... 110 6.4 MUSTERTRAEGER ................................................................................... 112 7 VERSUCHSAUFBAU FUER DIE TECHNISCHE ERPROBUNG 117 7.1 AUFBAU DES PRUEFSTANDS .................................................................... 117 7.2 FREQUENZUMRICHTER .......................................................................... 118 7.3 LASTMASCHINE ................................................................................... 119 7.4 BERECHNUNGSBLATT ............................................................................. 120 8 EXPERIMENTELLE ERPROBUNG IM DIREKTEN VERGLEICH ZUR BERECH NUNG 121 8.1 MESSPROGRAMM ...................................................................... 121 8.2 MESSUNG DER LUFTSPALTINDUKTION ........................................... 121 8.3 WIDERSTANDS- UND INDUKTIVITAETSMESSUNG ...................................... 123 8.4 LEISTUNGSMESSUNG ................................................................... 124 8.5 AUSLAUFMESSUNG ...................................................................... 125 8.5.1 BESTIMMUNG DER REIBUNGSVERLUSTE ............................ 125 8.5.2 BESTIMMUNG DER UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE IM LEERLAUF 126 8.6 LEERLAUFMESSUNG ZUR BESTIMMUNG DER EMK ................................ 128 8.7 VERMESSUNG DER FUNKTIONSMUSTER IM STATIONAEREN BETRIEB .... 133 8.7.1 MESSUNG DER MOTORTEMPERATUREN ...................................... 133 8.7.2 UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE IM LASTFALL ............................. 135 8.7.3 ERMITTLUNG DES DREHMOMENTS ............................................ 135 8.7.4 VERMESSUNG DER SL-KENNLINIEN ............................................ 137 8.7.5 BESTIMMUNG DES WIRKUNGSGRADES ...................................... 140 9 ZUSAMMENFASSUNG 144 A 147 A.L HAUPTABMESSUNGEN DES BASISMOTORS ................................................ 147 A.2 DIE ERSTE KONZEPTBEWERTUNG ............................................................ 148 A.3 DIE ENDGUELTIGE KONZEPTBEWERTUNG ................................................... 151 V A.4 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT DES HARTMETALLS ...................................... 154 A.5 MOTORETTE .......................................................................................... 156 A.6 RELATIVE MAGNETISCHE PERMEABILITAET DES VERWENDETEN SMC-MATERIALSL59 VI
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 0.1 SCHREIBWEISE DER FORMELZEICHEN . VII 0.2 SYMBOL VERZEICHNIS. VII 1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1 1.1 MOTIVATION . 1 1.2 ZIELSETZUNG DER ARBEIT . 2 2 MOEGLICHE KONZEPTE FUER HOCHTOURIGE ANTRIEBE 5 2.1 GEEIGNETER MOTORTYP . 5 2.2 FELDORIENTIERT BETRIEBENE PMSM . 8 2.3 SINUSSTROMBETRIEB . 9 2.4 MOEGLICHKEITEN DER MOTORAUSFUEHRUNG . 11 2.5 KRITERIEN FUER DIE BEWERTUNG DER KONZEPTE . 15 2.6 BEWERTUNG DER MOTORKONZEPTE . 17 2.6.1 FESTLEGUNG AUF VIER MOTORKONZEPTE . 17 2.6.2 EINSATZ VON SMC-MATERIALIEN FUER MOTORKONZEPTE MIT LUFT SPALTWICKLUNG . 20 2.6.3 WEITERE FESTLEGUNG AUF DAS GRUNDMOTORKONZEPT . 26 3 DETAILAUSFUEHRUNG DES GEWAEHLTEN MOTORKONZEPTES 28 3.1 STAENDERAUFBAU . 28 3.1.1 GEBLECHTES STAENDERPAKET . 28 3.1.2 NEUARTIGES STAENDERAKTIVTEIL AUS SMC-MATERIALIEN . 29 3.1.3 WICKLUNGSSYSTEM . 31 3.2 LAEUFERAUFBAU . 37 3.2.1 HARTMETALLHOHLWELLE . 37 3.2.2 PERMANENTMAGNET . 38 4 ANALYTISCHE MODELLIERUNG UND SIMULATION 41 4.1 MODELLANSATZ UND ALGORITHMUS . 41 4.2 BESTIMMUNG DER LUFTSPALTINDUKTION . 43 4.2.1 BESTIMMUNG DES PERMANENTMAGNETERREGTEN LUFTSPALTFEL DES 44 4.2.2 BESTIMMUNG DES DURCH DEN STAENDERSTROM ERZEUGTEN LUFT SPALTFELDES . 57 4.3 THERMISCHE MODELLIERUNG . 60 4.4 UMRICHTERSPEISUNG . 65 4.5 STATIONAERES BETRIEBSVERHALTEN . 69 4.5.1 ERSATZSCHALTBILD UND LEISTUNGSBILANZ . 69 4.5.2 BERECHNUNG VON STRANGWIDERSTAND UND DREHFELDINDUKTI VITAET . 70 4.5.3 BERECHNUNG VON EMK UND PM-FLUSSVERKETTUNG . 72 4.5.4 BERECHNUNG DES DREHMOMENTS . 73 4.5.5 WIRKUNGSGRAD- UND VERLUSTBERECHNUNG . 74 4.6 SIMULATIONSTOOL . 84 5 VERGLEICH DER ANALYTISCHEN SIMULATION MIT DER FEM-BERECHNUNG 88 5.1 GRUNDLAGEN DER FEM-BERECHNUNG . 88 5.2 MODELLBILDUNG IN ANSYS MAXWELL 2D . 90 5.2.1 MOTORGEOMETRIE . 90 5.2.2 MATERIALDATEN . 91 5.2.3 RANDBEDINGUNGEN UND ERREGUNG . 93 5.2.4 VERNETZUNG . 95 5.2.5 SETUP UND POST-PROCESSING . 97 5.3 VERGLEICH ZWISCHEN FEM-SIMULATIONEN UND ANALYTISCHER BERECH NUNG . 98 5.3.1 LUFTSPALTINDUKTION . 98 5.3.2 INNERES DREHMOMENT UND VERLUSTE IM LASTFALL . 99 6 FUNKTIONSMUSTERENTWURF UND MUSTERBAU 102 6.1 ENTWURF VON FUNKTIONSMUSTER FM-A . 103 6.1.1 STAENDER . 103 6.1.2 LAEUFER . 103 IV 6.2 OPTIMIERTE AUSLEGUNG VON FUNKTIONSMUSTER FM-A . 104 6.3 FUNKTIONSMUSTERBAU . 106 6.3.1 GEWAEHLTER STAENDERAUFBAU DES 6-NUTIGEN MOTORKONZEPTES 106 6.3.2 GEWAEHLTER LAEUFERAUFBAU DES 6-NUTIGEN MOTORKONZEPTES . 108 6.3.3 ZUSAETZLICHER STAENDERAUFBAU . 110 6.4 MUSTERTRAEGER . 112 7 VERSUCHSAUFBAU FUER DIE TECHNISCHE ERPROBUNG 117 7.1 AUFBAU DES PRUEFSTANDS . 117 7.2 FREQUENZUMRICHTER . 118 7.3 LASTMASCHINE . 119 7.4 BERECHNUNGSBLATT . 120 8 EXPERIMENTELLE ERPROBUNG IM DIREKTEN VERGLEICH ZUR BERECH NUNG 121 8.1 MESSPROGRAMM . 121 8.2 MESSUNG DER LUFTSPALTINDUKTION . 121 8.3 WIDERSTANDS- UND INDUKTIVITAETSMESSUNG . 123 8.4 LEISTUNGSMESSUNG . 124 8.5 AUSLAUFMESSUNG . 125 8.5.1 BESTIMMUNG DER REIBUNGSVERLUSTE . 125 8.5.2 BESTIMMUNG DER UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE IM LEERLAUF 126 8.6 LEERLAUFMESSUNG ZUR BESTIMMUNG DER EMK . 128 8.7 VERMESSUNG DER FUNKTIONSMUSTER IM STATIONAEREN BETRIEB . 133 8.7.1 MESSUNG DER MOTORTEMPERATUREN . 133 8.7.2 UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE IM LASTFALL . 135 8.7.3 ERMITTLUNG DES DREHMOMENTS . 135 8.7.4 VERMESSUNG DER SL-KENNLINIEN . 137 8.7.5 BESTIMMUNG DES WIRKUNGSGRADES . 140 9 ZUSAMMENFASSUNG 144 A 147 A.L HAUPTABMESSUNGEN DES BASISMOTORS . 147 A.2 DIE ERSTE KONZEPTBEWERTUNG . 148 A.3 DIE ENDGUELTIGE KONZEPTBEWERTUNG . 151 V A.4 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT DES HARTMETALLS . 154 A.5 MOTORETTE . 156 A.6 RELATIVE MAGNETISCHE PERMEABILITAET DES VERWENDETEN SMC-MATERIALSL59 VI
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