Neubiberg, Univ. der Bundeswehr München, Diss., 2005

Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

Universiẗat, Diss., 2003--Dortmund.

Es wird die prinzipielle Vorgehensweise der stationären und transienten Berechnung thermischer Felder elektrischer Maschinen mittels Mathcad 14 demonstriert. Die konventionelle mathematische Notation der verwendeten Formeln in Mathcad, das Einbinden von Text, Grafiken, Tabellen und Programmablaufplänen machen den Berechnungsablauf leicht verständlich und überprüfbar. Die Weiterentwicklung komplizierter Algorithmen wird somit auch einem Entwicklungsingenieur ohne spezielle Programmierkenntnisse ermöglicht.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008.

Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2009

Es wird die prinzipielle Vorgehensweise der stationären und transienten Berechnung thermischer Felder elektrischer Maschinen mittels Mathcad 14 demonstriert. Die konventionelle mathematische Notation der verwendeten Formeln in Mathcad, das Einbinden von Text, Grafiken, Tabellen und Programmablaufplänen machen den Berechnungsablauf leicht verständlich und überprüfbar. Die Weiterentwicklung komplizierter Algorithmen wird somit auch einem Entwicklungsingenieur ohne spezielle Programmierkenntnisse ermöglicht.

Vor dem Hintergrund steigender Energie- und Rohstoffpreise stellen die Anwender elektrischer Antriebe zunehmend die Forderung nach einer wesentlichen Erhöhung des Wirkungsgrades der elektrischen Maschinen. Um einerseits Masse, Bauvolumen und Material zu sparen, andererseits aber auch die Verluste in der elektrischen Maschine zu senken, müssen moderne Magnetkreiswerkstoffe und Wicklungstechnologien angewendet werden. Im Rahmen der Diplomarbeit sind verschiedene Varianten energieeffizienter Elektromaschinen zu untersuchen. Hierbei sind insbesondere folgende Ausführungsformen detailliert zu betrachten: • Permanenterregte Synchronmaschine mit Si-legiertem Blech (Referenz) • Permanenterregte Synchronmaschine mit Co-legiertem Blech • Permanenterregte Synchronmaschine mit Ni-legiertem Blech • Einsatz von SMC (Soft Magnetic Compound, Pulververbundwerkstoff) • Permanenterregte Synchronmaschine mit Zahnspulenwicklung • Sinnvolle Kombinationen der o.g. Punkte Die Untersuchungen sollen sich dabei auf Antriebsmotoren im Leistungsbereich um 1 kW bei Drehzahlen von 1400 bis 3000 min−1 erstrecken. Für jede Variante ist mit Hilfe von FEM-Berechnungen der Magnetkreis im Sinne geringster Verluste zu optimieren und der zu erwartende Wirkungsgrad im Bemessungspunkt abzuschätzen. Darüber hinaus sind Referenzmessungen an einer konventionellen permanenterregten Synchronmaschine vorzunehmen, um die erhaltenen Ergebnisse sinnvoll einordnen zu können.

In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt wie gemessene Daten genutzt werden können, um die mit einem thermischen online-Modell geschätzten Temperaturen zu verbessern. Die Methode zeichnet sich insbesondere durch eine physikalisch interpretierbare Vorgabe von zwei Parametern aus, mit denen bestimmt werden kann, wo und wie stark die Daten zur Anpassung verwendet werden. Das Verfahren wird mit verschiedenen Einstellungen anhand von Versuchen getestet und bewertet. / A new technique to improve temperature estimation in electrical machines is proposed in this paper. An easily adjustable observer use local temperature data. In particular, the method is characterized by a physically interpretable specification of two parameters, which can be used to determine where and how much the data is used for adaptation. The procedure is tested and evaluated with different settings based on experiments carried out.

The power and force density of electric motors becomes higher and higher and it is very important to design most optimal machines. Conventional methods don‘t reach this aim in any case. A new approach is presented combining Evolutionary Strategies and Finite Element Analysis to obtain reliable results. / Die Anforderungen an elektrische Antriebe sind sehr hoch. Nur optimal konstruierte Maschinen können ihnen genügen. Es wird ein Instrumentarium vorgestellt, welches eine rechnergestützte automatische Optimierung des magnetischen Kreises der elektrischen Maschine gestattet. Als Modellierungsgrundlage wird die Finite-Elemente-Methode verwendet. Die Optimierung erfolgt mit der Evolutionsstrategie. Aufgrund des hohen Rechenaufwandes der FEM wird insbesondere darauf eingegangen, ein Modell zu schaffen, dass möglichst viel Information bei hoher Genauigkeit und geringstem numerischen Aufwand liefert. Entsprechende Möglichkeiten der Simulation magnetischer und thermischer Felder mit der FEM werden besprochen. Außerdem wird ein Verfahren vorgestellt, welches die Ermittlung der magnetischen Verluste ohne transienter Feldberechnungen erlaubt. Die Modellierung wird speziell am Beispiel eines hochpoligen permanenterregten Synchronmotors in Außenläuferbauweise erläutert. Die Ergebnisse der Simulation werden mit Messungen verglichen. Weiterhin werden die Ergebnisse verschiedener konkreter Optimierungsläufe vorgestellt.