Kesten, Julius

Motivation

Um die Wirkungsgrade von Traktionsmaschinen zu verbessern, kann der Strombelag der Statorwicklung erhöht werden. Um bei einer solchen Erhöhung die thermisch zulässigen Grenzen im Draht einhalten zu können, werden Nutinnenkühlungen eingesetzt, welche die Wärme aus der Wicklung direkt abführen. So werden deutlich erhöhte Stromdichten möglich.

Im Projekt ReMoS wird ein neuartiges Maschinenkonzept untersucht, für das eine Hairpin-Wicklung mit Nutinnenkühlung vorgesehen ist.

Die Maschine wird dabei topologisch entsprechend einer synchronen Reluktanzmaschine mit Permanentmagnetunterstützung aufgebaut, wobei AlNiCo-Magnete verwendet werden, die ohne die Verwendung von seltenen Erden auskommen und sich leicht ummagnetisieren lassen, sodass eine Verstellung des Maschinenkennfelds im Betrieb möglich wird.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist die mechanische Auslegung und Konstruktion des Kühlkanals unter Berücksichtigung fertigungstechnischer Aspekte. Zunächst sollen dazu der vorhandene Stator sowie die Hairpin-Wicklung in CAD aufgebaut werden.

Auf Basis des so entstandenen 3D-Modells soll untersucht werden, wie viele Kühlkanäle pro Nut untergebracht werden können, ohne die Fertigbarkeit der Wicklung maßgeblich zu beeinträchtigen und Konzepte für die gemeinsame Fertigung von Wicklung und Kühlung entwickelt werden.

Zusätzlich wird ein Schema für die Herstellung des Kühlkanals vorgelegt, aus dem ersichtlich wird, wie die Kanäle in die Nuten eingeführt und miteinander verbunden sowie von außen kontaktiert werden.