Permanentmagnet-Synchronmaschinen in Außenläuferbauart zählen zu den wichtigsten Antriebsmaschinen für hochdynamische elektrische Antriebssysteme wie insbesondere in Hybrid-Elektrofahrzeugen. Zwecks Vergleich von Stern- und Dreieckschaltung der Statorwicklung werden Finite-Elemente-Analysen einer solchen Maschine mit einer Statorwicklung aus konzentrierten Zahnspulen beschrieben. Im Hinblick auf das elektromagnetische Drehmoment als der wichtigste Entwurfsparameter werden Geometrievarianten bezüglich verschiedener Verhältnisse von Zahnbreite zur Nutteilung für beide Schaltungen der Statorwicklung untersucht. Als weitere Parameter für den Vergleich der beiden Schaltungsmöglichkeiten der Statorwicklung dienen Strangspannungen und differentielle Induktivitäten. Insbesondere die Abhängigkeit der Induktivitäten von der Rotorwinkellage ist für die Anwendbarkeit einer lagegeberlosen Regelung von großer Bedeutung. Abschließend werden die numerisch ermittelten Ergebnisse mit jenen aus Messungen an einer Prototypmaschine verglichen.
The permanent magnet synchronous machine with an external rotor is the most important device for high performance electrical drive systems in particular for hybrid electric vehicles. The paper discusses finite element analyses of such a machine with concentrated tooth coils in terms of a comparison of both Υ- and Δ-connected stator windings. As the evolved electromagnetic torque is one of the most important design parameter, various ratios of tooth width and slot pitch are analyzed with the two connections of the stator winding. On the other hand, the phase voltages are compared between both Υ- and Δ-connected stator windings. With an intent of a position sensorless control of the machine, special attention is given to the differential inductances in dependence on the angular rotor position. Finally, the numerically obtained results are compared with measurement results obtained from a prototype machine.
Finite element analysis of permanent magnet synchronous machines with fractional slot tooth coil windings
Finite-Elemente-Analysen von Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit Bruchloch-Zahnspulenwicklungen
e & i. Elektrotechnik und Informationstechnik ; 128 , 3 ; 86-94
2011
9 Seiten, 20 Bilder, 6 Tabellen, 13 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Design rules for permanent magnet synchronous machine with tooth coil winding arrangement
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2014
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