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M.Sc.Artur Grün

Aktuelles Projekt

 

Kurzbeschreibung der Forschungsarbeit:

 

Das Einsatzgebiet der permanenterregten Synchronmaschine als drehzahlveränderbarer Antrieb nimmt ständig zu. Ihre Aufgabenstellungen beginnen in kleineren Leistungsbereichen wie z.B. als hochdynamische Positionier- und Stellantriebe in der Werkzeugherstellung und enden in größeren Leistungsbereichen wie z.B. in der Antriebstechnik als Schiffspropellermotor und als Energieerzeuger in Windkraftanlagen.

 

Die Zahnspulenwicklung stellt eine Sonderbauform der permanenterregten Synchronmaschine dar. Bei diesem Maschinentyp werden die Ständerspulen jeweils um einen Zahn herum gewickelt. Dieser Aufbau bringt einige Vorteile mit sich wie z.B. geringere Wicklungswiderstände und somit geringere Stromwärmeverluste in der Maschine. Die Zahnspulentechnologie bringt jedoch auch Nachteile gegenüber den Standardwicklungen mit sich, wie z.B. die von der idealen Sinusform stärker abweichende Ständerfeldverteilung im Luftspalt und den damit einhergehenden stärkeren Oberwellenanteilen. Mit allen Vor- und nachteilen dieses Maschinentyps nimmt der Einsatz der permanenterregten Synchronmaschine mit Zahnspulenwicklung zu. Aus diesem Grund ist es ein wichtiges Ziel dergeplanten Arbeit, ein genaueres Modell dieses Maschinentyps zu entwickeln. Das geplante Modell basiert auf der Wicklungsverteilung der Maschine und einer Induktivitätsberechnung unter Berücksichtigung der Oberwellenanteile. ein weiterer wichtiger Aspekt neben der theoretischen Betrachtung der konstruktion und Geometrie der Rotormagnete, liegt in der Auswahl des magnetrohstoffes. Hierbei soll ein Vergleich zwischen den kostengünstigen ferritischen Werkstoffen in einer Flusssammelanordnung und den teueren Seltenerdmagneten durchgeführt werden. Unter der Zuhilfenahme des neu entwickelten Modells,soll ein Schema zur direkten Drehmomentregelung der Maschine erstellt werden.

Die zusammengetragenen theoretischen und simulierten Ergebnisse sollen anhand einer experimentellen Studie überprüft werden, mit dem Ziel das erstellte Modell zu validieren. Die experimentelle Studie beinhaltet die Konstruktion einer Antriebswerkbank mit zwei ähnlichen Maschinen: Eine Maschine mit einer Zahnspulenwicklung und die zweite Maschine mit einer herkömmlichen verteilten Wicklung. Mit diesem Aufbau können die theoretischen und simulierten Ergebnisse überprüft werden sowie ein genauerer Vergleich zwischen den beiden Wicklungstypen durchgeführt werden.

Zusätzlich zur Betrachtung der Zahnspulentechnologie bei einer permaneterregten Synchronmaschine, sollen grundlegende Überlegungen zum Einsatz dieser Technologie im Bereich der Aswynchronmaschine näher betrachtet und ausgearbeitet werden. Gegebenenfalls könne auch experimentelle Untersuchungen mit der antriebswerkbank zu diesem Maschinentyp durchgeführt werden und die gewonnenen Ergebnisse in die Ausarbeitung miteinfließen