Benedict Jux

Julian Meßmer

Motivation

Permanentmagneterregte elektrische Maschinen werden auf Grund ihrer Leistungsdichte immer häufiger in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt. Ein Anwendungsfall ist z.B. das elektrische Fliegen. Die hier verwendeten Maschinen haben eine hohe Leistungsdichte und werden somit thermisch hoch ausgenutzt. Die hohe thermische Belastung führt zu einer schnellen Alterung der Isolation. Bei dem Versagen der Isolation kann es zu sogenannten Windungsfehlern kommen, welche bspw. einen Kurzschluss zweier Windungen einer Phase betreffen. In diesem Fall fließt ein Fehlerstrom in der kurzgeschlossenen Windung, welcher abhängig vom Betriebspunkt der Maschine und der Ausprägung (Widerstand) des Kurzschlusses ist. Für einen sicheren Betrieb der Maschine muss der Fehler erkannt werden und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Unbekannt ist dabei bisher, wie schnell sich der Fehler ausbreitet und die Maschine vollständig versagt (Kurzschluss zwischen zwei Phasen o. Kurzschluss Phase – Masse).  

Aufgabenstellung

Um die Zeit zu bestimmen, die nach der Entstehung eines Windungskurzschlusses bis zum Totalversagen der Maschine bleibt, werden in dieser Arbeit Versuche an Motoretten durchgeführt. Diese werden eigenständig gewickelt und an einem Stromrichter betrieben. Ziel ist es ein Verfahren zu finden, welches die Position des auftretenden Fehlers bestimmt und die Versuchszeit auf ein Minimum beschränkt. Dazu sollen verschiedene, selbstentwickelte Ansätze untersucht werden und am Prüfstand verifiziert werden.