Weiterentwicklung von hochtourigen permanenterregten Drehstromantrieben mit Hilfe von Finite-Elemente-Berechnungen und experimentellen Untersuchungen

In dieser Arbeit wurden permanenterregte Synchronmotoren mit Oberflächenmagneten für Hochdrehzahlantriebe untersucht, weil sie bezüglich geringerer Verluste gegenüber den Asynchronmotoren mit Käfigläufer im Vorteil sind.

Anhand der analytischen Formeln und des Finite-Elemente-Programms wurden die Motorverluste berechnet, die sich aus mechanischen Reibungsverlusten, Ummagnetisierungsverlusten, Stromwärmeverlusten und umrichterbedingten Zusatzverlusten zusammensetzen.

An drei permanenterregten Versuchsmaschinen (30 kW; 24 000 /min) mit unterschiedlicher Ständer- oder Läuferausführung wurden Messungen bei Sinusspeisung, Umrichterspeisung mit Blocktaktung bzw. mit Pulsweitenmodulation (PWM) durchgeführt. Die Richtigkeit der Verlustberechnung wurde durch gemessene Motorverluste und Motorerwärmung nachgeprüft.

Basierend auf den berechneten und gemessenen Ergebnissen wurden geeignete Maßnahmen zur Reduzierung der Zusatzverluste gefunden.