Verfügbarkeit: Analyse segmentierter elektrischer Maschinen in einem Kfz-Antriebsstrang

Analyse segmentierter elektrischer Maschinen in einem Kfz-Antriebsstrang:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Schulte, Sebastian Hermann Franz (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden, Germany Springer Vieweg [2022]
Schriftenreihe:	AutoUni-Schriftenreihe Band 160
Schlagworte:	Hybridfahrzeug Segmentierung Dauermagneterregte Synchronmaschine Systemanalyse Elektrofahrzeug Elektrische Maschine Finite-Elemente-Methode Gestaltoptimierung Rotor Stator elektrische Maschinen FEM-Berechnung Magnetkreisberechnung Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXXIV, 139 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm, 238 g
ISBN:	9783658366995 3658366990

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adam_text	1 EINLEITUNG ................................................................................................... 1 2 GRUNDLAGEN UND VORARBEITEN .................................................................. 5 2.1 EINSATZ VON ELEKTRISCHEN MASCHINEN IM KFZ ................................. 5 2.1.1 BATTERIEELEKTRISCHE FAHRZEUGE ............................................. 6 2.1.2 BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUG ..................................................... 7 2.1.3 HYBRIDFAHRZEUGE .................................................................... 8 2.2 NEUARTIGER ANSATZ ZUR IMPLEMENTIERUNG ELEKTRISCHER LEISTUNG IM ANTRIEBSSTRANG .................................................... 11 2.2.1 ANFORDERUNGEN UND RESTRIKTIONEN AN ELEKTRISCHE MASCHINEN IM KFZ ................................................... 11 2.2.2 DEFINITION SEGMENTMOTOR ..................................................... 12 2.2.3 SYSTEMVORTEILE SEGMENTIERTER MASCHINEN ............................ 13 2.2.4 WISSENSCHAFTLICHE VORARBEITEN ZU SEGMENTMOTOREN .......... 14 2.2.5 EINSATZ VON SEGMENTMOTOREN ............................................. 15 2.3 TECHNOLOGIEBEWERTUNG AUF BASIS DER ANFORDERUNGEN AN ELEKTRISCHE MASCHINEN IN EINEM KFZ-ANTRIEBSSTRANG .... 17 2.3.1 AUSWAHL DES MASCHINENTYPS ............................................... 17 2.3.2 AUSWAHL DER WICKLUNGSART .................................................. 20 3 SYSTEMANALYSE SEGMENTIERTER MASCHINEN ............................................. 21 3.1 RESTRIKTIONEN IN DER SEGMENTIERUNG ................................................ 21 3.1.1 EINSCHRAENKUNG DER NUT/POLKOMBINATIONEN ....................... 21 3.1.2 ENTFERNEN EINZELNER SPULEN ................................................ 22 3.2 ANALYTISCHE SYSTEMBEWERTUNG ......................................................... 23 3.2.1 OPTIMALER BOHRUNGSDURCHMESSER ....................................... 24 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 3.2.2 GEOMETRIEANALYSE UNSEGMENTIERTER ELEKTRISCHER MASCHINEN .............................................................................. 30 3.2.3 SEGMENTIERUNGSVARIANTEN ..................................................... 34 4 UNTERSUCHUNG EINER SEGMENTIERTEN PSM MIT VARIIERENDER SEGMENTANZAHL ..................................................................................... 41 4.1 FEM-MODELLIERUNG ............................................................................. 41 4.1.1 2D-SIMULATION ...................................................................... 42 4.1.2 3D-SIMULATION ...................................................................... 43 4.1.3 FEM-BERECHNUNGEN SEGMENTIERTER ELEKTRISCHER MASCHINEN .............................................................................. 45 4.2 BERECHNETE REFERENZMASCHINE .......................................................... 46 4.2.1 CHARAKTERISIERUNG .................................................................. 47 4.2.2 VARIATION DER SEGMENTIERUNGEN ......................................... 48 4.3 DREHMOMENTVERHALTEN ....................................................................... 50 4.3.1 MAXIMALES DREHMOMENT ..................................................... 50 4.3.2 RASTMOMENT .......................................................................... 53 4.4 VERLUSTBETRACHTUNG ............................................................................. 55 4.4.1 KUPFERVERLUSTE ...................................................................... 55 4.4.2 BERECHNUNG DES ARBEITSPUNKTES EINES MAGNETEN ............... 56 4.4.3 WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN ............................... 59 4.4.4 EISENVERLUSTE ......................................................................... 60 4.5 UNSYMMETRIEN AUF GRUND DER RANDEFFEKTE .................................... 62 4.5.1 INDUZIERTE LEERLAUFSPANNUNG .............................................. 62 4.5.2 STROMVERLAUF IN DEN WICKLUNGEN ...................................... 64 4.5.3 EINFLUSS AUF DIE DREHMOMENTBILDUNG ................................ 69 4.5.4 EINFLUSS AUF DEN DREHMOMENTRIPPEL .................................. 75 4.5.5 ERHOEHUNG DER KUPFERVERLUSTE .............................................. 76 4.5.6 ERHOEHUNG DER EISENVERLUSTE ................................................ 79 4.5.7 EINFLUSS AUF DIE WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN ................................................................................ 80 5 UNTERSUCHUNG DER RANDEFFEKTE EINER SEGMENTIERTEN PSM ................ 83 5.1 GESTALTUNGSMASSNAHMEN AN DEN SEGMENTGRENZEN .......................... 83 5.1.1 GESTALTUNG DES FLUSSLEITSTUECKS .............................................. 83 5.2 VERBESSERUNG DES DREHMOMENTVERHALTENS ..................................... 84 5.2.1 RASTMOMENT ........................................................................... 84 5.2.2 DREHMOMENTRIPPEL ................................................................. 85 5.2.3 MAXIMALES DREHMOMENT ...................................................... 86 INHALTSVERZEICHNIS XV 5.3 VERLUSTBETRACHTUNG UNTER EINBEZUG DER FLUSSLEITSTUECKE ................ 88 5.3.1 EISENVERLUSTE IN DEN FLUSSLEITSTUECKEN .................................. 88 5.3.2 EINFLUSS AUF DIE WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN ............................................................................... 89 5.4 REDUZIERUNG DER UNSYMMETRIEN ....................................................... 93 5.4.1 INDUZIERTE LEERLAUFSPANNUNG ............................................... 93 5.4.2 STROMVERLAUF IN DEN WICKLUNGEN ........................................ 94 5.4.3 EINFLUSS AUF DIE DREHMOMENTBILDUNG .................................. 97 5.4.4 KENNLINIENVERGLEICH ............................................................... 97 5.5 FELDANALYSE AUSSERHALB DER SEGMENTIERTEN MASCHINE ...................... 101 5.5.1 SCHIRMUNGSFAKTOR ................................................................... 101 5.5.2 EINFLUSS DER FELDER AUF EXTERNE OBJEKTE ............................ 103 5.6 AKUSTIK SEGMENTIERTER MASCHINEN ................................................... 104 6 MESSTECHNISCHE VALIDIERUNG UND INTERPRETATION DER BERECHNUNGEN ........................................................................................... 109 6.1 PRUEFSTANDSAUFBAU ............................................................................... 109 6.1.1 DEFINITION DES PROTOTYPEN .................................................... 109 6.1.2 KONSTRUKTION DES PROTOTYPEN ............................................. 112 6.1.3 MESSAUFBAU AM PRUEFSTAND FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN .... 114 6.2 DREHMOMENTVERHALTEN ..................................................................... 116 6.2.1 RASTMOMENT ......................................................................... 116 6.2.2 ZEITLICH KONSTANTER STROMBELAG 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adam_txt	1 EINLEITUNG . 1 2 GRUNDLAGEN UND VORARBEITEN . 5 2.1 EINSATZ VON ELEKTRISCHEN MASCHINEN IM KFZ . 5 2.1.1 BATTERIEELEKTRISCHE FAHRZEUGE . 6 2.1.2 BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUG . 7 2.1.3 HYBRIDFAHRZEUGE . 8 2.2 NEUARTIGER ANSATZ ZUR IMPLEMENTIERUNG ELEKTRISCHER LEISTUNG IM ANTRIEBSSTRANG . 11 2.2.1 ANFORDERUNGEN UND RESTRIKTIONEN AN ELEKTRISCHE MASCHINEN IM KFZ . 11 2.2.2 DEFINITION SEGMENTMOTOR . 12 2.2.3 SYSTEMVORTEILE SEGMENTIERTER MASCHINEN . 13 2.2.4 WISSENSCHAFTLICHE VORARBEITEN ZU SEGMENTMOTOREN . 14 2.2.5 EINSATZ VON SEGMENTMOTOREN . 15 2.3 TECHNOLOGIEBEWERTUNG AUF BASIS DER ANFORDERUNGEN AN ELEKTRISCHE MASCHINEN IN EINEM KFZ-ANTRIEBSSTRANG . 17 2.3.1 AUSWAHL DES MASCHINENTYPS . 17 2.3.2 AUSWAHL DER WICKLUNGSART . 20 3 SYSTEMANALYSE SEGMENTIERTER MASCHINEN . 21 3.1 RESTRIKTIONEN IN DER SEGMENTIERUNG . 21 3.1.1 EINSCHRAENKUNG DER NUT/POLKOMBINATIONEN . 21 3.1.2 ENTFERNEN EINZELNER SPULEN . 22 3.2 ANALYTISCHE SYSTEMBEWERTUNG . 23 3.2.1 OPTIMALER BOHRUNGSDURCHMESSER . 24 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 3.2.2 GEOMETRIEANALYSE UNSEGMENTIERTER ELEKTRISCHER MASCHINEN . 30 3.2.3 SEGMENTIERUNGSVARIANTEN . 34 4 UNTERSUCHUNG EINER SEGMENTIERTEN PSM MIT VARIIERENDER SEGMENTANZAHL . 41 4.1 FEM-MODELLIERUNG . 41 4.1.1 2D-SIMULATION . 42 4.1.2 3D-SIMULATION . 43 4.1.3 FEM-BERECHNUNGEN SEGMENTIERTER ELEKTRISCHER MASCHINEN . 45 4.2 BERECHNETE REFERENZMASCHINE . 46 4.2.1 CHARAKTERISIERUNG . 47 4.2.2 VARIATION DER SEGMENTIERUNGEN . 48 4.3 DREHMOMENTVERHALTEN . 50 4.3.1 MAXIMALES DREHMOMENT . 50 4.3.2 RASTMOMENT . 53 4.4 VERLUSTBETRACHTUNG . 55 4.4.1 KUPFERVERLUSTE . 55 4.4.2 BERECHNUNG DES ARBEITSPUNKTES EINES MAGNETEN . 56 4.4.3 WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN . 59 4.4.4 EISENVERLUSTE . 60 4.5 UNSYMMETRIEN AUF GRUND DER RANDEFFEKTE . 62 4.5.1 INDUZIERTE LEERLAUFSPANNUNG . 62 4.5.2 STROMVERLAUF IN DEN WICKLUNGEN . 64 4.5.3 EINFLUSS AUF DIE DREHMOMENTBILDUNG . 69 4.5.4 EINFLUSS AUF DEN DREHMOMENTRIPPEL . 75 4.5.5 ERHOEHUNG DER KUPFERVERLUSTE . 76 4.5.6 ERHOEHUNG DER EISENVERLUSTE . 79 4.5.7 EINFLUSS AUF DIE WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN . 80 5 UNTERSUCHUNG DER RANDEFFEKTE EINER SEGMENTIERTEN PSM . 83 5.1 GESTALTUNGSMASSNAHMEN AN DEN SEGMENTGRENZEN . 83 5.1.1 GESTALTUNG DES FLUSSLEITSTUECKS . 83 5.2 VERBESSERUNG DES DREHMOMENTVERHALTENS . 84 5.2.1 RASTMOMENT . 84 5.2.2 DREHMOMENTRIPPEL . 85 5.2.3 MAXIMALES DREHMOMENT . 86 INHALTSVERZEICHNIS XV 5.3 VERLUSTBETRACHTUNG UNTER EINBEZUG DER FLUSSLEITSTUECKE . 88 5.3.1 EISENVERLUSTE IN DEN FLUSSLEITSTUECKEN . 88 5.3.2 EINFLUSS AUF DIE WIRBELSTROMVERLUSTE IN DEN MAGNETEN . 89 5.4 REDUZIERUNG DER UNSYMMETRIEN . 93 5.4.1 INDUZIERTE LEERLAUFSPANNUNG . 93 5.4.2 STROMVERLAUF IN DEN WICKLUNGEN . 94 5.4.3 EINFLUSS AUF DIE DREHMOMENTBILDUNG . 97 5.4.4 KENNLINIENVERGLEICH . 97 5.5 FELDANALYSE AUSSERHALB DER SEGMENTIERTEN MASCHINE . 101 5.5.1 SCHIRMUNGSFAKTOR . 101 5.5.2 EINFLUSS DER FELDER AUF EXTERNE OBJEKTE . 103 5.6 AKUSTIK SEGMENTIERTER MASCHINEN . 104 6 MESSTECHNISCHE VALIDIERUNG UND INTERPRETATION DER BERECHNUNGEN . 109 6.1 PRUEFSTANDSAUFBAU . 109 6.1.1 DEFINITION DES PROTOTYPEN . 109 6.1.2 KONSTRUKTION DES PROTOTYPEN . 112 6.1.3 MESSAUFBAU AM PRUEFSTAND FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN . 114 6.2 DREHMOMENTVERHALTEN . 116 6.2.1 RASTMOMENT . 116 6.2.2 ZEITLICH KONSTANTER STROMBELAG . 118 6.3 UNSYMMETRIEN IN DER FLUSSVERKETTUNG . 120 6.3.1 INDUKTIVITAETSMESSUNG . 120 6.3.2 LEERLAUFSPANNUNG . 122 6.3.3 AKTIVER KURZSCHLUSS . 126 6.4 FELDER AUSSERHALB DER SEGMENTIERTEN MASCHINE . 128 6.4.1 MESSAUFBAU ZUR MESSUNG DES MAGNETFELDES . 128 6.4.2 MESSERGEBNISSE UND AUSWERTUNG . 128 6.5 DISKUSSION DER MESSERGEBNISSE . 129 7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 131 LITERATURVERZEICHNIS . 135
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