Dissertation Schuhmann
Dr.-Ing. Christian Schuhmann
"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.