Der Entwurf der elektrischen Maschine für einen hybriden Antriebsstrang hat Einfluss auf dessen Funktionalität, Wirkungsgrad und Komfort. Ein schneller (Wieder-)Start der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise wird durch niedrige Trägheitsmomente von Bauteilen, die Drehzahldifferenzen durchlaufen und hohe Drehmomente der elektrischen Maschine begünstigt. Der Wunsch nach entsprechenden Eigenschaften der Maschine führt zu der Betrachtung von Rotoren, bei permanentmagneterregten Maschinen somit in die Analyse unterschiedlicher Ausführungen, deren magnetischer Kreise und Magnetanordnungen. Durch die Methodik der fiktiven Verlagerung der Wicklung in den Luftspalt wurde eine isolierte Betrachtung der Rotoreigenschaften ermöglicht. Aus den Ergebnissen wird eine gewisse Überlegenheit der Anordnungen mit eingebetteten Magneten bezüglich der Kraftdichte und Überlast deutlich. Sie wird durch eine schlechtere Nutzung des Magnetmaterials (aufgrund magnetischer Teilkurzschlüsse in den Brücken) erkauft. Bezogen auf Schaltvorgänge würde beispielsweise bei einem Schwungstart der Verbrennungskraftmaschine der Nachteil des niedrigeren Gesamtmoments der Sammleranordnungen durch den Vorteil der niedrigeren Trägheit fast vollständig ausgeglichen. Inwieweit die Überlastbarkeit und der Bauaufwand dieser Anordnung noch verbessert werden kann, ist durch konkrete Auslegungen und Optimierungen als nächste Schritte herauszufinden. Festzuhalten bleibt, dass die Nutzung der Reluktanz für den Überlastbereich und für den (bei hohen Drehzahlen ohnehin notwendigen) Feldschwächbereich bei Sammleranordnung und Anordnung mit eingebetteten Magneten beachtet werden sollte. Die Oberflächenmagnete schneiden vergleichsweise schwach ab, auch weil der Zuwachs an Drehmoment durch den Reluktanzeffekt deutlich geringer ausfällt und das Rotorjoch magnetisch stark belastet wird. Neben der Auswahl der Magnetanordnungen im Rotor ist die im Zwischenkreis verfügbare Spannung ein weiteres wichtiges Kriterium. Treten hohe Drehzahlen auf, sollten außerdem auch die Ummagnetisierungsverluste, die durch die magnetische Anisotropie verursacht werden, analysiert werden.
Trägheitsarme Elektromaschinen für Hybridfahrzeuganwendungen
2006
20 Seiten, 12 Bilder, 6 Tabellen, 18 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Traegheitsarme Elektromaschinen fuer Hybridfahrzeuganwendungen
Kraftfahrwesen | 2006
|De-Jahrbuch ... Elektromaschinen und Antriebe
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