TY - BOOK

T1 - Permanentmagneterregte Mehrphasen-Synchronmaschine in Zahnspulenausführung einschließlich des phasendezimierten Betriebs

AU - Krall, Rudolf

N1 - nicht gesperrt

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Intelligente elektrische Antriebslösungen gewinnen in der heutigen Zeit immer mehr an Bedeutung. Dabei spielt vor allem eine erhöhte Verfügbarkeit eine sehr wichtige Rolle. Diese kann durch eine Erhöhung der Phasenanzahl gesteigert werden. Permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PMSM) mit Zahnspulenwicklung besitzen eine kompakte Bauweise bei verbessertem Wirkungsgrad. Ziel dieser Arbeit ist es, die Zahnspulenwicklung als Wicklungsvariante für permanentmagneterregte Synchronmaschinen mit Phasenanzahl von 3 und größer zu untersuchen. Ein analytisches Berechnungswerkzeug zur Ermittlung der wichtigsten charakteristischen Parameter einer PMSM mit Zahnspulenwicklung wird vorgestellt und auf unterschiedliche m- phasige Ausführungen angewendet. Für einen messtechnischen Nachweis ist eine Universalzahnspulenwicklungsmaschine entworfen, die einen 3-Phasen- und 6-Phasen-Betrieb zulässt. Dadurch können unterschiedliche Betriebsfälle untersucht werden. Die Statorspulen können zu einer 3-Phasen-Zweischicht- und Einschichtwicklung verschalten werden. Des Weiteren ist ein Betrieb mit 6 räumlich getrennten Strängen möglich. Zusätzlich lassen sich auch zwei getrennte 3-Phasen-Systeme verschalten, die auf Wunsch zueinander eine räumliche Verschiebung aufweisen können oder nicht. Eine Vermessung der wichtigsten Parameter des Versuchsmotors wird durchgeführt und Abweichungen zu den analytischen Lösungen diskutiert. Die dq-Transformationen aller möglichen Betriebsvarianten des Versuchsmotors werden vorgestellt. Für die 6-phasige-Verschaltung wird eine dq-Transformation für den Betrieb mit reduzierter Phasenanzahl behandelt. Für eine feldorientierte Regelung im rotierenden dq-System werden für jedes Fehlerszenario eigene Transformationsmatrizen hergeleitet. Die Möglichkeit eines konstanten Drehmoments bei Phasenausfall wird anhand zweier unterschiedlich kritischer phasendezimierter Betriebsfälle gezeigt.

AB - Intelligente elektrische Antriebslösungen gewinnen in der heutigen Zeit immer mehr an Bedeutung. Dabei spielt vor allem eine erhöhte Verfügbarkeit eine sehr wichtige Rolle. Diese kann durch eine Erhöhung der Phasenanzahl gesteigert werden. Permanentmagneterregte Synchronmaschinen (PMSM) mit Zahnspulenwicklung besitzen eine kompakte Bauweise bei verbessertem Wirkungsgrad. Ziel dieser Arbeit ist es, die Zahnspulenwicklung als Wicklungsvariante für permanentmagneterregte Synchronmaschinen mit Phasenanzahl von 3 und größer zu untersuchen. Ein analytisches Berechnungswerkzeug zur Ermittlung der wichtigsten charakteristischen Parameter einer PMSM mit Zahnspulenwicklung wird vorgestellt und auf unterschiedliche m- phasige Ausführungen angewendet. Für einen messtechnischen Nachweis ist eine Universalzahnspulenwicklungsmaschine entworfen, die einen 3-Phasen- und 6-Phasen-Betrieb zulässt. Dadurch können unterschiedliche Betriebsfälle untersucht werden. Die Statorspulen können zu einer 3-Phasen-Zweischicht- und Einschichtwicklung verschalten werden. Des Weiteren ist ein Betrieb mit 6 räumlich getrennten Strängen möglich. Zusätzlich lassen sich auch zwei getrennte 3-Phasen-Systeme verschalten, die auf Wunsch zueinander eine räumliche Verschiebung aufweisen können oder nicht. Eine Vermessung der wichtigsten Parameter des Versuchsmotors wird durchgeführt und Abweichungen zu den analytischen Lösungen diskutiert. Die dq-Transformationen aller möglichen Betriebsvarianten des Versuchsmotors werden vorgestellt. Für die 6-phasige-Verschaltung wird eine dq-Transformation für den Betrieb mit reduzierter Phasenanzahl behandelt. Für eine feldorientierte Regelung im rotierenden dq-System werden für jedes Fehlerszenario eigene Transformationsmatrizen hergeleitet. Die Möglichkeit eines konstanten Drehmoments bei Phasenausfall wird anhand zweier unterschiedlich kritischer phasendezimierter Betriebsfälle gezeigt.

KW - permanent magnet synchronous machine

KW - multiphase

KW - fractional slot concentrated winding

KW - single layer winding

KW - double layer winding

KW - winding function

KW - analytical model

KW - 3-phase machine

KW - 6-phase machine

KW - 6-phase dual-stator machine

KW - field orientated control

KW - post-fault field orientated control strategy

KW - Permanentmagneterregte Synchronmaschine

KW - Mehrphasen

KW - Zahnspulenwicklung

KW - Einschichtwicklung

KW - Zweischichtwicklung

KW - Wicklungsfunktion

KW - analytisches Berechnungsmodell

KW - 3-Phasenmaschine

KW - 6-Phasenmaschine

KW - 6-Phasen-Dualstatormaschine

KW - feldorientierte Regelung

KW - phasendezimierter feldorientierter Betrieb

M3 - Dissertation

ER -