Elektromagnetische Auslegung einer Synchronmaschine für den Einsatz in Direktantrieben und im Bereich der Sicherheitskleinspannung für Elektrofahrzeuge:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker Verlag
2023
|
| Schriftenreihe: | Wuppertaler Schriftenreihe zu Elektromobilität und Energiespeichersystemen
Band 4 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | iv, 182 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 288 g |
| ISBN: | 9783844090093 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
ANWENDUNGSBEISPIELE
.
1
1.2
MOTIVATION
.
6
1.3
STAND
DER
TECHNIK
.
7
1.3.1
PERMANENTMAGNET
ERREGTE
SYNCHRONMASCHINE
.
9
1.3.2
GLEICHSTROMMASCHINE
MIT
LUFTSPALTWICKLUNG
.
12
1.3.3
GESCHALTETE
RELUKTANZMASCHINE
.
12
1.4
AUFGABENSTELLUNG
.
13
1.5
METHODISCHES
VORGEHEN
.
14
2
ANFORDERUNGEN
15
2.1
FAHRZYKLUS
.
15
2.2
BEDARFSKRAFT
.
16
2.2.1
LUFTWIDERSTAND
.
17
2.2.2
ROLLWIDERSTAND
.
18
2.2.3
BESCHLEUNIGUNGSWIDERSTAND
.
18
2.2.4
STEIGUNGSWIDERSTAND
.
19
2.3
FAHRZEUG
.
20
2.4
BEDARFSDREHMOMENT
.
20
2.5
BERECHNUNG
DES
ENERGIEVERBRAUCHES
.
22
3
MODELLBILDUNG
DER
SYNCHRONMASCHINE
MIT
PERMANENTMAGNETEN
27
3.1
FUNKTIONSWEISE
.
27
3.2
LUFTSPALTINDUKTION
.
32
3.3
INDUZIERTE
SPANNUNG
.
35
3.4
PHASENWIDERSTAND
.
36
3.5
WICKLUNGSINDUKTIVITAETEN
.
36
3.5.1
HAUPTINDUKTIVITAET
.
37
3.5.2
STREUINDUKTIVITAET
DER
UNTER
UND
OBERWELLEN
.
38
3.5.3
NUTSTREUINDUKTIVITAET
.
38
3.5.4
ZAHNKOPFSTREUINDUKTIVITAET
.
39
3.5.5
WICKELKOPFSTREUINDUKTIVITAET
.
40
3.6
BETRIEBSVERHALTEN
.
40
4
VERLUSTE
43
4.1
KUPFERVERLUSTE
.
43
4.1.1
WIRBELSTROMVERLUSTE
DURCH
SKIN
UND
PROXIMITY-EFFEKT
.
45
4.1.2
WIRBELSTROMVERLUSTE
DURCH
KREISSTROEME
.
48
4.2
UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE
IM
ELEKTROBLECH
.
51
4.3
WIRBELSTROMVERLUSTE
IN
DEN
MAGNETEN
.
54
5
AUSWAHLKRITERIEN
VON
NUTENZAHL
UND
POLZAHL
FUER
ZAHNSPULENWICKLUN
GEN
57
5.1
EIGENSCHAFTEN
VON
ZAHNSPULENWICKLUNGEN
.
57
5.1.1
ENTWURF
VON
ZAHNSPULENWICKLUNGEN
.
59
5.1.2
LUFTSPALTFELDERANALYSE
.
62
5.1.3
BERECHNUNG
DES
WICKLUNGSFAKTORS
.
64
5.1.4
BERECHNUNG
DER
OBERFELDSTREUZIFFER
.
65
5.2
KRITERIEN
FUER
DIE
WAHL
DER
NUTEN
UND
POLZAHL
.
66
5.2.1
WICKLUNGSFAKTOR
.
67
5.2.2
OBERFELDSTREUZIFFER
.
68
5.2.3
RADIALKRAEFTE
UND
BIEGEVERFORMUNG
.
69
5.2.4
EINFLUSS
AUF
DIE
RELATIVEN
FREQUENZEN
.
72
5.2.5
EINFLUSS
AUF
DAS
RASTMOMENT
.
73
5.2.6
EINFLUSS
AUF
DEN
MODULAREN
AUFBAU
.
74
5.3
VORAUSWAHL
DER
NUTEN
UND
POLZAHL
FUER
DEN
DIREKT
ANTRIEB
.
75
6
NUMERISCH
BASIERTE
AUSLEGUNG
81
6.1
NUMERISCHE
METHODE
.
81
6.2
AUSLEGUNG
IM
BEMESSUNGSPUNKT
.
82
6.2.1
AUSLEGUNG
DER
WICKLUNGEN
.
82
6.2.2
WINDUNGSZAHL
.
85
6.2.3
VERSCHALTUNG
DER
WICKLUNGEN
.
86
6.2.4
AUFBAU
VON
REDUZIERTEN
MASCHINENSCHNITTEN
.
89
6.2.5
NUTFUELLFAKTOR
.
91
6.2.6
DIMENSIONIERUNG
DER
NUTEN
.
92
6.2.7
BEMESSUNGSSTROM
.
93
6.2.8
NUT
SCHLITZBREITE
.
94
6.2.9
POLBEDECKUNGSFAKTOR
UND
MAGNETHOEHE
.
98
6.2.10
LUFTSPALTBREITE
.
99
6.2.11
BOHRUNGSDURCHMESSER
.
100
6.2.12
BEWERTUNG
DER
NUTEN
/
POLZAHLKOMBINATIONEN
.
102
6.2.13
PARALLELFLANKIGE
NUTEN
.
108
6.3
BERECHNUNG
DES
KURZSCHLUSSSTROMS
.
111
6.4
FELDSCHWAECHUNG
.
113
6.4.1
DREHMOMENT-DREHZAHL-KENNLINIE
.
114
6.4.2
ERHOEHUNG
DER
DREHZAHLSPREIZUNG
.
115
6.5
ERGEBNISSE
.
123
6.5.1
FINALE
GEOMETRIEN
DER
AUSGELEGTEN
MASCHINEN
.
123
6.5.2
DREIPHASIGER
STOSSKURZSCHLUSS
.
126
6.5.3
WIRKUNGSGRADKENNFELDER
.
126
6.5.4
ENERGIEVERBRAUCH
.
128
6.5.5
UEBERPRUEFUNG
DER
ENTMAGNETISIERUNGSFESTIGKEIT
.
134
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
137
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
137
7.2
AUSBLICK
.
140
A
ANHANG
141
A.L
FAHRZYKLEN
.
141
A.2
MASCHINENGEOMETRIEN
.
142
A.3
WIRKUNGSGRAD
UND
VERLUSTKENNFELDER
.
147
A.4
VERWENDETES
MAGNET
MATERIAL
.
152
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
153
TABELLENSVERZEICHNIS
158
ABKUERZUNGEN
UND
FORMELZEICHEN
160
LITERATURVERZEICHNIS
169 |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
ANWENDUNGSBEISPIELE
.
1
1.2
MOTIVATION
.
6
1.3
STAND
DER
TECHNIK
.
7
1.3.1
PERMANENTMAGNET
ERREGTE
SYNCHRONMASCHINE
.
9
1.3.2
GLEICHSTROMMASCHINE
MIT
LUFTSPALTWICKLUNG
.
12
1.3.3
GESCHALTETE
RELUKTANZMASCHINE
.
12
1.4
AUFGABENSTELLUNG
.
13
1.5
METHODISCHES
VORGEHEN
.
14
2
ANFORDERUNGEN
15
2.1
FAHRZYKLUS
.
15
2.2
BEDARFSKRAFT
.
16
2.2.1
LUFTWIDERSTAND
.
17
2.2.2
ROLLWIDERSTAND
.
18
2.2.3
BESCHLEUNIGUNGSWIDERSTAND
.
18
2.2.4
STEIGUNGSWIDERSTAND
.
19
2.3
FAHRZEUG
.
20
2.4
BEDARFSDREHMOMENT
.
20
2.5
BERECHNUNG
DES
ENERGIEVERBRAUCHES
.
22
3
MODELLBILDUNG
DER
SYNCHRONMASCHINE
MIT
PERMANENTMAGNETEN
27
3.1
FUNKTIONSWEISE
.
27
3.2
LUFTSPALTINDUKTION
.
32
3.3
INDUZIERTE
SPANNUNG
.
35
3.4
PHASENWIDERSTAND
.
36
3.5
WICKLUNGSINDUKTIVITAETEN
.
36
3.5.1
HAUPTINDUKTIVITAET
.
37
3.5.2
STREUINDUKTIVITAET
DER
UNTER
UND
OBERWELLEN
.
38
3.5.3
NUTSTREUINDUKTIVITAET
.
38
3.5.4
ZAHNKOPFSTREUINDUKTIVITAET
.
39
3.5.5
WICKELKOPFSTREUINDUKTIVITAET
.
40
3.6
BETRIEBSVERHALTEN
.
40
4
VERLUSTE
43
4.1
KUPFERVERLUSTE
.
43
4.1.1
WIRBELSTROMVERLUSTE
DURCH
SKIN
UND
PROXIMITY-EFFEKT
.
45
4.1.2
WIRBELSTROMVERLUSTE
DURCH
KREISSTROEME
.
48
4.2
UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE
IM
ELEKTROBLECH
.
51
4.3
WIRBELSTROMVERLUSTE
IN
DEN
MAGNETEN
.
54
5
AUSWAHLKRITERIEN
VON
NUTENZAHL
UND
POLZAHL
FUER
ZAHNSPULENWICKLUN
GEN
57
5.1
EIGENSCHAFTEN
VON
ZAHNSPULENWICKLUNGEN
.
57
5.1.1
ENTWURF
VON
ZAHNSPULENWICKLUNGEN
.
59
5.1.2
LUFTSPALTFELDERANALYSE
.
62
5.1.3
BERECHNUNG
DES
WICKLUNGSFAKTORS
.
64
5.1.4
BERECHNUNG
DER
OBERFELDSTREUZIFFER
.
65
5.2
KRITERIEN
FUER
DIE
WAHL
DER
NUTEN
UND
POLZAHL
.
66
5.2.1
WICKLUNGSFAKTOR
.
67
5.2.2
OBERFELDSTREUZIFFER
.
68
5.2.3
RADIALKRAEFTE
UND
BIEGEVERFORMUNG
.
69
5.2.4
EINFLUSS
AUF
DIE
RELATIVEN
FREQUENZEN
.
72
5.2.5
EINFLUSS
AUF
DAS
RASTMOMENT
.
73
5.2.6
EINFLUSS
AUF
DEN
MODULAREN
AUFBAU
.
74
5.3
VORAUSWAHL
DER
NUTEN
UND
POLZAHL
FUER
DEN
DIREKT
ANTRIEB
.
75
6
NUMERISCH
BASIERTE
AUSLEGUNG
81
6.1
NUMERISCHE
METHODE
.
81
6.2
AUSLEGUNG
IM
BEMESSUNGSPUNKT
.
82
6.2.1
AUSLEGUNG
DER
WICKLUNGEN
.
82
6.2.2
WINDUNGSZAHL
.
85
6.2.3
VERSCHALTUNG
DER
WICKLUNGEN
.
86
6.2.4
AUFBAU
VON
REDUZIERTEN
MASCHINENSCHNITTEN
.
89
6.2.5
NUTFUELLFAKTOR
.
91
6.2.6
DIMENSIONIERUNG
DER
NUTEN
.
92
6.2.7
BEMESSUNGSSTROM
.
93
6.2.8
NUT
SCHLITZBREITE
.
94
6.2.9
POLBEDECKUNGSFAKTOR
UND
MAGNETHOEHE
.
98
6.2.10
LUFTSPALTBREITE
.
99
6.2.11
BOHRUNGSDURCHMESSER
.
100
6.2.12
BEWERTUNG
DER
NUTEN
/
POLZAHLKOMBINATIONEN
.
102
6.2.13
PARALLELFLANKIGE
NUTEN
.
108
6.3
BERECHNUNG
DES
KURZSCHLUSSSTROMS
.
111
6.4
FELDSCHWAECHUNG
.
113
6.4.1
DREHMOMENT-DREHZAHL-KENNLINIE
.
114
6.4.2
ERHOEHUNG
DER
DREHZAHLSPREIZUNG
.
115
6.5
ERGEBNISSE
.
123
6.5.1
FINALE
GEOMETRIEN
DER
AUSGELEGTEN
MASCHINEN
.
123
6.5.2
DREIPHASIGER
STOSSKURZSCHLUSS
.
126
6.5.3
WIRKUNGSGRADKENNFELDER
.
126
6.5.4
ENERGIEVERBRAUCH
.
128
6.5.5
UEBERPRUEFUNG
DER
ENTMAGNETISIERUNGSFESTIGKEIT
.
134
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
137
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
137
7.2
AUSBLICK
.
140
A
ANHANG
141
A.L
FAHRZYKLEN
.
141
A.2
MASCHINENGEOMETRIEN
.
142
A.3
WIRKUNGSGRAD
UND
VERLUSTKENNFELDER
.
147
A.4
VERWENDETES
MAGNET
MATERIAL
.
152
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
153
TABELLENSVERZEICHNIS
158
ABKUERZUNGEN
UND
FORMELZEICHEN
160
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