Hybriderregte Synchronmotoren haben ein hohes Anfangsdrehmoment und bieten eine konstante Leistung über einen weiten Drehzahlbereich. Dies sind ideale Voraussetzungenfür den Einsatz in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Zur Optimierung der magnetischen Eigenschaften dieser Motoren wurden in FEM-Analysen neue Kobalt-Eisen-Werkstoffe untersucht, die im Vergleich zu Silizium-Eisen-Werkstoffen ein größeres Drehmoment bei gleichem Bauraum ermöglichen.. Das Drehmoment solcher Maschinen setzt sich aus zwei Anteilen zusammen: dem Magnet-Moment (Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem mittels Permanentmagnet erzeugten Luftspaltfeld), und dem Reluktanz-Moment (Kraft, die zwischen magnetisierbaren Eisenblechen wirkt). Solche hybriderregten Maschinen weisen ein hohes und konstantes Anfangsdrehmoment auf, das sich bis zum Eckpunkt erstreckt, und darüber einen weiten Drehzahlbereich mit konstanter Leistung bietet. Dadurch eignen sie sich optimal für die Anwendung in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Der bestehende drivetek-Motor ist eine 8-polige permanentmagneterregte Synchronmaschine, bei der die Magnete im Rotor eingelegt sind. Stator und Rotor bestehen aus Silizium-Eisen mit 3,0% Si-Gehalt und einer Blechdicke von 0,35 mm. Die Magnete sind Seltenerd-Magnete aus NdFeB mit einer Remanenz von 1,26 T und mit einem Temperaturbereich bis zu 170 Grad C. Die Optimierung des drivetek-Motors wurde zum einen durch die Änderung des Materials für Stator und Rotor und zum anderen durch ein verbessertes Design erreicht. Die Designänderungen im zweiten Schritt zielten darauf, das Reluktanzmoment zu erhöhen. Das magnetische Moment konnte nicht erhöht werden, da sonst die induzierte Spannung auch zugenommen hätte. Die Änderung der Magnetanordnung sowie des Magnetvolumens und ein variabler Luftspalt führten zu einem größeren Reluktanzmoment. Alternativ zur Drehmomentsteigerung bei gleichbleibendem Bauraum besteht auch die Möglichkeit, die Erhöhung der Leistungsdichte zur Volumenreduzierung zu nutzen. Denkbar ist z. B. die Beibehaltung des Drehmomentes bei gleichzeitiger Verringerung des Bauraumes und des Gewichtes. Eine weitere Optimierung ist die Verwendung dünnerer Bleche, da die Eisenverluste bei CoFe-Werkstoffen mit dünneren Banddicken stärker abnehmen als bei Elektroblech.


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    Titel :

    Tuning für Elektromotoren. Optimierung eines Hochleistungs-Permanentmagnetmotors durch Verwendung von Kobalt-Elsen-Blechpaketen


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Antriebstechnik ; 50 , 5 ; 68-70


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    3 Seiten, 4 Bilder, 2 Tabellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch