Benedict Jux

Nikolas  Bihr

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

Zur Untersuchung des beschriebenen Verhaltens wird eine Maschine benötigt, die eine gute Zugänglichkeit ermöglicht und somit an geeigneter Stelle die Installation von Messequipment ermöglicht. Dazu soll untersucht werden, wie die Vermessung von einem Motorsegment (bspw. 1 Polpaar) in einen Prüfstandsaufbau integriert werden kann. Dies bringt einige Herausforderungen mit sich, insbesondere die Kühlung, die Schwingungsanfälligkeit und eine unsymmetrische Kraftverteilung.