Effiziente Methoden zur Auslegung und Berechnung mehrphasiger flussmodulierter elektrischer Maschinen am Beispiel der Flux-Switching-Maschine:
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Göttingen
Cuvillier Verlag
2021
|
| Edition: | 1. Auflage |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | ix, 244 Seiten 21 cm x 14.8 cm |
| ISBN: | 9783736975347 3736975341 |
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|---|---|
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INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
1
2.
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
IM
KONTEXT
DER
DREHFELDTHEORIE
4
2.1.
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
.
4
2.1.1.
BAUFORM
.
4
2.1.2.
INTUITIVES
FUNKTIONSPRINZIP
.
5
2.1.3.
BEWERTUNG
DES
KONZEPTES
DER
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
.
6
2.2.
ERWEITERUNG
DER
DREHFELDTHEORIE
UM
MEHRPHASIGKEIT
UND
HARMONISCHE
EFFEKTE
.
8
2.2.1.
DEFINITION
DER
WICKLUNGSFUNKTION
.
10
2.2.2.
HERLEITUNG
DER
FELDERREGERKURVE
.
11
2.2.3.
HERLEITUNG
DER
FLUSSVERKETTUNG
.
17
2.2.4.
HERLEITUNG
VON
HARMONISCHEN
INDUKTIVITAETEN
.
18
2.2.5.
PRINZIP
DER
DREHMOMENTBILDUNG
.
20
2.2.6.
MODULATIONSEFFEKTE
DURCH
STATOR
UND
ROTORNUTUNG
.
24
2.2.7.
ENTSTEHUNG
VON
RELUKTANZMOMENTEN
.
27
2.3.
EINORDNUNG
DER
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
IN
DIE
DREHFELDTHEORIE
.
28
2.3.1.
HERLEITUNG
UND
ANALYSE
DES
ERREGERFELDES
.
29
2.3.2.
BERUECKSICHTIGUNG
DER
WICKLUNG
.
40
2.3.3.
ANALYSE
DER
DREHMOMENTBILDUNG
.
44
2.4.
ZUSAMMENFASSUNG,
BEWERTUNG
UND
WEITERES
VORGEHEN
.
47
3.
WICKLUNGSAUSLEGUNG
FUER
FLUX-SWICHTING-MASCHINEN
48
3.1.
WICKLUNGSAUSLEGUNG
BASIEREND
AUF
DEM
NUTENSTERN
.
48
3.1.1.
GENERELLE
WICKLUNGSAUSLEGUNG
ANHAND
DES
NUTENSTERNS
.
48
3.1.2.
AUSLEGUNG
FUER
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
50
3.2.
AUTOMATISIERTE
WICKLUNGSAUSLEGUNG
.
51
3.2.1.
VERKETTETER
FLUSS
PRO
ZAHNSPULE
.
52
3.2.2.
FESTLEGUNG
DES
SCHALTSCHRITTES
.
53
3.2.3.
VERSCHALTUNG
DER
SPULEN
ZU
PHASEN
.
54
3.2.4.
BEWERTUNG
DES
VORGESCHLAGENEN
VERFAHRENS
UND
IMPLIKATIONEN
FUER
DAS
WEITERE
VORGEHEN
.
58
4.
ANALYTISCHE
RECHENVERFAHREN
FUER
FLUSSMODULIERTE
MASCHINEN
59
4.1.
BERECHNUNG
VON
RELATIVEN
LUFTSPALTLEITWERTEN
.
59
4.2.
ANALYTISCHE
UND
NUMERISCHE
VERFAHREN
.
63
4.3.
FAZIT
UND
AUSWAHL
EINES
MODELLIERUNGSANSATZES
.
68
VII
5.
ENTWICKLUNG
EINES
GENERISCHEN
MASCHINENMODELLS
69
5.1.
FORMULIERUNG
VON
ANFORDERUNGEN
AN
EFFIZIENT
LOESBARE
GLEICHUNGSSYSTEME
70
5.1.1.
DIREKTE
VERFAHREN
.
70
5.1.2.
ITERATIVE
VERFAHREN
.
74
5.2.
MAXWELL-GLEICHUNGEN
.
80
5.3.
ENTWICKLUNG
VON
GENERISCH
ERZEUGTEN
MAGNETISCH
AEQUIVALENTEN
NETZ
WERKEN
.
83
5.3.1.
HERLEITUNG
VON
MAGNETISCHEN
LEITWERTEN
.
83
5.3.2.
ENTWICKLUNG
EINES
ALGORITHMUS
ZUR
ERZEUGUNG
MESHBASIERTER
MEC
.
90
5.3.3.
MODELLIERUNG
VON
PERMANENTMAGNETEN
.
96
5.3.4.
MODELLIERUNG
MEHRPHASIGER
DREHSTROMWICKLUNGEN
.
99
5.3.5.
BERUECKSICHTIGUNG
VON
SAETTIGUNGSEFFEKTEN
.
105
5.4.
MODELLIERUNG
DES
LUFTSPALTS
.
111
5.4.1.
FORMULIERUNGEN
MITHILFE
VON
AFEG'-ELEMENTEN
.
111
5.4.2.
MODELLIERUNG
UEBER
FOURIERREIHEN
.
124
5.5.
POSTPROCESSING
.
129
5.5.1.
BERECHNUNG
VERKETTETER
FLUESSE
.
129
5.5.2.
BERECHNUNG
DER
LUFTSPALTFELDER
.
129
5.5.3.
METHODEN
ZUR
BERECHNUNG
DES
DREHMOMENTS
.
131
5.6.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
ZWISCHENFAZIT
.
133
6.
MODELLEVALUATION
135
6.1.
EVALUATION
DER
MODELLVARIANTEN
.
135
6.1.1.
VALIDIERUNG
DER
FELDLOESUNG
.
135
6.1.2.
EVALUATION
DER
RECHENEFFIZIENZ
.
139
6.1.3.
FESTLEGUNG
DER
MODELLIERUNGS
UND
RECHENMETHODE
.
141
6.2.
WEITERFUEHRENDE
VALIDIERUNG
DER
GEWAEHLTEN
VARIANTE
.
141
6.3.
ZWISCHENFAZIT
.
144
7.
TOPOLOGIESTUDIE
UNTER
ANWENDUNG
DER
ENTWICKELTEN
METHODEN
145
7.1.
TOPOLOGIEOPTIMIERUNG
.
146
7.1.1.
OPERATIONALISIERUNG
DER
ENTWICKELTEN
METHODEN
IN
EINEN
ABLAUF
PLAN
.
146
7.1.2.
ZIELFUNKTION
.
150
7.1.3.
PARAMETRIERUNG
DER
GEOMETRIE
.
151
7.1.4.
BERUECKSICHTIGUNG
THERMISCHER
RANDBEDINGUNGEN
.
153
7.1.5.
AUSWAHL
EINER
OPTIMIERUNGSMETHODE
.
162
7.2.
ERGEBNISSE
.
164
7.2.1.
DREIPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
165
7.2.2.
FUENFPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
175
7.2.3.
SECHSPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
181
7.2.4.
SIEBENPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
183
7.2.5.
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
MIT
9,10,11
UND
12
PHASEN
.
187
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
192
VIII
A.
MATHEMATISCHER
ANHANG
195
A.L.
BEWEIS
DER
REIHE
VON
SINUS
UND
KOSINUSTHERMEN
.
195
A.2.
BEWEIS
DER
INTEGRATION
UEBER
KOSINUSPRODUKTE
.
196
A.3.
FOURIERREIHE
1
.
197
A.4.
FOURIERREIHE
2
.
198
B.
ZUR
BERECHNUNG
MAGNETISCHER
WIDERSTAENDE
200
C.
WICKLUNGEN
MEHRPHASIGER
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
201
C.L.
DREIPHASIGE
WICKLUNGEN
.
201
C.2.
FUENFPHASIGE
WICKLUNGEN
.
206
C.
3.
SECHS
UND
SIEBENPHASIGE
WICKLUNGEN
.
210
D.
BILD
ANHANG
215
D.
L.
ZUR
SYNTHESE
VON
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
IN
DIE
DREHFELDTHEORIE
.
.
215
SYMBOLE
UND
ABKUERZUNGEN
219
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
229
TABELLENVERZEICHNIS
233
LITERATUR
235
IX |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
1
2.
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
IM
KONTEXT
DER
DREHFELDTHEORIE
4
2.1.
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
.
4
2.1.1.
BAUFORM
.
4
2.1.2.
INTUITIVES
FUNKTIONSPRINZIP
.
5
2.1.3.
BEWERTUNG
DES
KONZEPTES
DER
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
.
6
2.2.
ERWEITERUNG
DER
DREHFELDTHEORIE
UM
MEHRPHASIGKEIT
UND
HARMONISCHE
EFFEKTE
.
8
2.2.1.
DEFINITION
DER
WICKLUNGSFUNKTION
.
10
2.2.2.
HERLEITUNG
DER
FELDERREGERKURVE
.
11
2.2.3.
HERLEITUNG
DER
FLUSSVERKETTUNG
.
17
2.2.4.
HERLEITUNG
VON
HARMONISCHEN
INDUKTIVITAETEN
.
18
2.2.5.
PRINZIP
DER
DREHMOMENTBILDUNG
.
20
2.2.6.
MODULATIONSEFFEKTE
DURCH
STATOR
UND
ROTORNUTUNG
.
24
2.2.7.
ENTSTEHUNG
VON
RELUKTANZMOMENTEN
.
27
2.3.
EINORDNUNG
DER
FLUX-SWITCHING-MASCHINE
IN
DIE
DREHFELDTHEORIE
.
28
2.3.1.
HERLEITUNG
UND
ANALYSE
DES
ERREGERFELDES
.
29
2.3.2.
BERUECKSICHTIGUNG
DER
WICKLUNG
.
40
2.3.3.
ANALYSE
DER
DREHMOMENTBILDUNG
.
44
2.4.
ZUSAMMENFASSUNG,
BEWERTUNG
UND
WEITERES
VORGEHEN
.
47
3.
WICKLUNGSAUSLEGUNG
FUER
FLUX-SWICHTING-MASCHINEN
48
3.1.
WICKLUNGSAUSLEGUNG
BASIEREND
AUF
DEM
NUTENSTERN
.
48
3.1.1.
GENERELLE
WICKLUNGSAUSLEGUNG
ANHAND
DES
NUTENSTERNS
.
48
3.1.2.
AUSLEGUNG
FUER
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
50
3.2.
AUTOMATISIERTE
WICKLUNGSAUSLEGUNG
.
51
3.2.1.
VERKETTETER
FLUSS
PRO
ZAHNSPULE
.
52
3.2.2.
FESTLEGUNG
DES
SCHALTSCHRITTES
.
53
3.2.3.
VERSCHALTUNG
DER
SPULEN
ZU
PHASEN
.
54
3.2.4.
BEWERTUNG
DES
VORGESCHLAGENEN
VERFAHRENS
UND
IMPLIKATIONEN
FUER
DAS
WEITERE
VORGEHEN
.
58
4.
ANALYTISCHE
RECHENVERFAHREN
FUER
FLUSSMODULIERTE
MASCHINEN
59
4.1.
BERECHNUNG
VON
RELATIVEN
LUFTSPALTLEITWERTEN
.
59
4.2.
ANALYTISCHE
UND
NUMERISCHE
VERFAHREN
.
63
4.3.
FAZIT
UND
AUSWAHL
EINES
MODELLIERUNGSANSATZES
.
68
VII
5.
ENTWICKLUNG
EINES
GENERISCHEN
MASCHINENMODELLS
69
5.1.
FORMULIERUNG
VON
ANFORDERUNGEN
AN
EFFIZIENT
LOESBARE
GLEICHUNGSSYSTEME
70
5.1.1.
DIREKTE
VERFAHREN
.
70
5.1.2.
ITERATIVE
VERFAHREN
.
74
5.2.
MAXWELL-GLEICHUNGEN
.
80
5.3.
ENTWICKLUNG
VON
GENERISCH
ERZEUGTEN
MAGNETISCH
AEQUIVALENTEN
NETZ
WERKEN
.
83
5.3.1.
HERLEITUNG
VON
MAGNETISCHEN
LEITWERTEN
.
83
5.3.2.
ENTWICKLUNG
EINES
ALGORITHMUS
ZUR
ERZEUGUNG
MESHBASIERTER
MEC
.
90
5.3.3.
MODELLIERUNG
VON
PERMANENTMAGNETEN
.
96
5.3.4.
MODELLIERUNG
MEHRPHASIGER
DREHSTROMWICKLUNGEN
.
99
5.3.5.
BERUECKSICHTIGUNG
VON
SAETTIGUNGSEFFEKTEN
.
105
5.4.
MODELLIERUNG
DES
LUFTSPALTS
.
111
5.4.1.
FORMULIERUNGEN
MITHILFE
VON
AFEG'-ELEMENTEN
.
111
5.4.2.
MODELLIERUNG
UEBER
FOURIERREIHEN
.
124
5.5.
POSTPROCESSING
.
129
5.5.1.
BERECHNUNG
VERKETTETER
FLUESSE
.
129
5.5.2.
BERECHNUNG
DER
LUFTSPALTFELDER
.
129
5.5.3.
METHODEN
ZUR
BERECHNUNG
DES
DREHMOMENTS
.
131
5.6.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
ZWISCHENFAZIT
.
133
6.
MODELLEVALUATION
135
6.1.
EVALUATION
DER
MODELLVARIANTEN
.
135
6.1.1.
VALIDIERUNG
DER
FELDLOESUNG
.
135
6.1.2.
EVALUATION
DER
RECHENEFFIZIENZ
.
139
6.1.3.
FESTLEGUNG
DER
MODELLIERUNGS
UND
RECHENMETHODE
.
141
6.2.
WEITERFUEHRENDE
VALIDIERUNG
DER
GEWAEHLTEN
VARIANTE
.
141
6.3.
ZWISCHENFAZIT
.
144
7.
TOPOLOGIESTUDIE
UNTER
ANWENDUNG
DER
ENTWICKELTEN
METHODEN
145
7.1.
TOPOLOGIEOPTIMIERUNG
.
146
7.1.1.
OPERATIONALISIERUNG
DER
ENTWICKELTEN
METHODEN
IN
EINEN
ABLAUF
PLAN
.
146
7.1.2.
ZIELFUNKTION
.
150
7.1.3.
PARAMETRIERUNG
DER
GEOMETRIE
.
151
7.1.4.
BERUECKSICHTIGUNG
THERMISCHER
RANDBEDINGUNGEN
.
153
7.1.5.
AUSWAHL
EINER
OPTIMIERUNGSMETHODE
.
162
7.2.
ERGEBNISSE
.
164
7.2.1.
DREIPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
165
7.2.2.
FUENFPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
175
7.2.3.
SECHSPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
181
7.2.4.
SIEBENPHASIGE
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
.
183
7.2.5.
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
MIT
9,10,11
UND
12
PHASEN
.
187
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
192
VIII
A.
MATHEMATISCHER
ANHANG
195
A.L.
BEWEIS
DER
REIHE
VON
SINUS
UND
KOSINUSTHERMEN
.
195
A.2.
BEWEIS
DER
INTEGRATION
UEBER
KOSINUSPRODUKTE
.
196
A.3.
FOURIERREIHE
1
.
197
A.4.
FOURIERREIHE
2
.
198
B.
ZUR
BERECHNUNG
MAGNETISCHER
WIDERSTAENDE
200
C.
WICKLUNGEN
MEHRPHASIGER
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
201
C.L.
DREIPHASIGE
WICKLUNGEN
.
201
C.2.
FUENFPHASIGE
WICKLUNGEN
.
206
C.
3.
SECHS
UND
SIEBENPHASIGE
WICKLUNGEN
.
210
D.
BILD
ANHANG
215
D.
L.
ZUR
SYNTHESE
VON
FLUX-SWITCHING-MASCHINEN
IN
DIE
DREHFELDTHEORIE
.
.
215
SYMBOLE
UND
ABKUERZUNGEN
219
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
229
TABELLENVERZEICHNIS
233
LITERATUR
235
IX |
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