Ein neues Modell zur Berechnung der fertigungsabhängigen Ummagnetisierungsverluste in Synchronmaschinen

In der vorliegenden Arbeit wird ein neues Modell zur Vorhersage der Ummagnetisierungsverluste unter Berücksichtigung der Fertigungsverfahren für Statorblechpakete von Synchronmaschinen vorgestellt. Dieses Modell wird über ein neues Messverfahren validiert, welches es erstmalig ermöglicht, die Ummagnetisierungsverluste von realen Motorgeometrien isoliert zu bestimmen. Der entstandene Einzelzahntester dient der Ermittlung der Verlustleistung einer definierten Einzelzahngeometrie unter eindeutigen, dem Maschinenbetrieb nachgebildeten, magnetischen Randbedingungen. Durch das Messverfahren können somit die Einflüsse von Materialeigenschaften, Einflüsse des Trennverfahrens, Einflüsse des Fügeverfahrens sowie Geometrieeinflüsse hinsichtlich des Motorbetriebs bestimmt und untereinander verglichen werden.
Das neu eingeführte Verlustmodell der fertigungsabhängigen Ummagnetisierungsverluste deckt, neben den klassischen materialspezifischen Anteilen, ebenso die globalen Wirbelstromverluste sowie rotatorische Magnetisierungsanteile ab. Das Modell wird mit den Messergebnissen des Einzelzahnmessplatzes validiert und es kann eine hohe Übereinstimmung nachgewiesen werden. ... mehr
Abschließend werden die Ergebnisse unterschiedlich gefertigter Proben gegenübergestellt und bewertet. Dabei schneiden die Proben der klebenden Verbindungsverfahren erwartungsgemäß am besten ab. Im Vergleich dazu kann der Stanzpaketierung für die hier betrachtete Geometrie eine Verlusterhöhung um 15 % nachgewiesen werden. Die Laserschweißverbindung kann mit über 38 % zusätzlichen Verlusten für die Einzelzahntechnologie grundsätzlich in Frage gestellt werden.