M.Sc. Patrick Breining, M.Sc. Christoph Rollbühler

Motivation

Für die Auslegung hocheffizienter elektrischer Maschinen werden Verlustmodelle benötigt, welche die in der Anwendung auftretenden Verluste möglichst präzise vorhersagen und beschreiben können. Im Fall der Ummagnetisierungsverluste werden dazu Messungen mit genormten Prüfaufbauten, wie dem Epsteinrahmen oder dem Einzeltafelmessgerät, durchgeführt. Da die Geometrie des Motors, im Stator und Rotor auftretende rotierende Feldverläufe und Fertigungseinflüsse von den genormten Messungen nicht abgedeckt werden, ist es schwierig die Verluste für die individuelle Anwendung exakt vorherzusagen. Aus diesem Grund wurde am ETI ein Prüfstand  für Einzelzahngeometrien entwickelt, der in der Lage ist die tatsächliche Statorzahngeometrie  zu vermessen. Auf diese Weise können die Eisenverluste in der Maschine genauer nachgebildet und anschließend modelliert werden.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit soll der bestehende Einzelzahnmessplatz weiterentwickelt werden und die Messung von Ummagnetisierungsverlusten in beliebigen Arbeitspunkten ermöglicht werden. Zunächst soll dazu anhand von FE-Berechnungen der magnetische Feldverlauf typischer Einzelzahngeometrien bestimmt und die Eisenverluste berechnet werden.  Die so identifizierten rotierenden Feldverläufe sollen anschließend am Einzelzahnmessplatz eingestellt und vermessen werden. Dazu ist eine Routine notwendig, mit der beliebige magnetische Zustände im Statorzahn eingeregelt werden können. Die so erlangten Messdaten sollen genutzt werden, um dem Einfluss des Feldverlaufs und der Fertigung auf die Eisenverluste der gewählten Zahngeometrie zu untersuchen.