Aufgabe des Motorkühlungsgebläses ist, Luft aus der Fahrzeugumgebung durch den Wärmetauscher des Motorkühlkreislaufs und gegebenenfalls durch den Kondensator der Klimaanlage zu saugen oder zu drücken. Dabei wird die von der Fahrzeugbewegung verursachte, natürliche Strömung unterstützt. Einige überkommene Lösungen werden kurz vorgestellt. Daraus werden die Entwicklungsziele abgeleitet. Diese liegen in dem Wunsch nach Elektrogebläsen mit hoher Leistung und geringer Baulänge. Da eine deutliche Leistungssteigerung mit konventionellen BDC-Motoren nicht mehr wirtschaftlich darstellbar ist, rückt der elektronisch kommutierte Motor (EC-Motor) ins Blickfeld. Hier wird sowohl die Kommutierung der Spulenströme als auch die Regelfunktion von einer Leistungselektronik übernommen. Ein EC-Motor mit Permanentmagneterregung besteht prinzipiell aus einem Rotor mit Permanentmagneten und einem Stator mit der Drehfeldwicklung. Zusätzlich ist der elektronische Kommutator erforderlich, welcher die Ströme in den Wicklungen so stellt, dass sich ein zur Drehung des Rotors synchrones Drehfeld ergibt. Der EC-Motor erfüllt die Forderungen hinsichtlich Reduzierung der axialen Baulänge des Gebläsesystems, geringeren Systemkosten sowie geringerem Installationsaufwand und Systemgewicht, höherem Systemwirkungsgrad, geringerem Geräusch, höherer Lebensdauer bei hoher Umgebungstemperatur und Diagnosefähigkeit. Ein wesentlicher Anteil der Baulängenreduzierung resultiert aus dem Wegfall der Zusatzgebläse. Dies kann nur durch Leistungserhöhung des Elektrolüfters erreicht werden. Die elektromagnetische Auslegung des Magnetkreises erfolgte mit analytisch basierten Werkzeugen sowie mit 2D/3D FEM-Berechnungen. Aus der dadurch erhaltenen Magnetfeldverteilung können Drehmoment und induzierte Spannung in Abhängigkeit des Motorstroms für die Simulation des Antriebs abgeleitet werden. Die Elektronik ersetzt die mechanische Kommutierung und bildet die Schnittstelle zum Motormanagement. Um die Betriebssicherheit im Motorraum zu gewährleisten, muss sie vor Korrosion geschützt und somit abgedichtet werden.
Fertigungsgerechter Aufbau, Wirkungsweise und funktionale Integration eines elektronisch kommutierten Motors am Beispiel eines Motorkühlungsgebläses
2003
14 Seiten, 15 Bilder, 1 Quelle
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Deutsch
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