Tobias König,
"Aufbau eines lagerlosen Magnetgetriebemotors"
, 2024
Original Titel:
Aufbau eines lagerlosen Magnetgetriebemotors
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die Idee eines permanentmagneterregten, lagerlosen Magnetgetriebemotors verbindet einen
magnetgelagerten Motor hoher Drehzahl mit einem Magnetgetriebe, um eine technisch nutzbare Drehzahl vom Antrieb abgreifbar zu machen.
Um hohe Lagerreibungsverluste zu vermeiden, wird der schnelldrehende Rotor vollständig
magnetisch gelagert. Durch eine flache Bauweise des Rotors wird eine passive Stabilisierung
von drei Freiheitsgraden erreicht. Die verbleibenden drei Freiheitsgrade, radiale Rotorposition und Rotorwinkel, werden aktiv stabilisiert bzw. geregelt.
In dieser Arbeit wird das Konzept dieses neuartigen Motorsystems detailliert beschrieben, und
eine analytische Modellbildung durchgeführt. Anschließend wird eine zweidimensional Finite Elemente Optimierung im vom LCM entwickelten Motorsimulationsprogramm SyMSpace
durchgeführt. Das Ziel der Optimierung ist die Maximierung des motorischen Wirkungsgrades, des Kraft-Strom-Faktors und Minimierung des Statorstromes und des Momentenrippels.
Aus den bestimmten Paretofronten wird ein optimaler Motor ausgewählt. Anschließend wird
für diese Geometrie mit dem Simulationsprogramm ANSYS Maxwell auch noch eine 3D Simulation zur Überprüfung durchgeführt.
Für die ausgewählte Geometrie wird mittels Computer Aided Design (CAD) ein vollständiger
Motor konstruiert und später gefertigt. Den Abschluss der Arbeit bildet eine erste motorische
Inbetriebnahme mittels feldorientierter Regelung sowie verschiedene statische und dynamische Messungen am Prüfstand.
Zusammenfassend konnte die Funktion eines solchen Motorkonzepts erstmals praktisch nachgewiesen werden. Ob dieses Konzept allerdings tatsächlich höhrere Leistungsdichten als vergleichbare Motoren am Markt erreichen kann, muss noch genauer untersucht werden.
Forschungs-