BA/MA/SA/DA im Bereich E-Mobility

[SST]

Verbesserte Eisenverlustberechnung für rotierende elektrische Maschinen für Elektrofahrzeuge

Motivation
Elektrische Traktionsmotoren, insbesondere für Elektrofahrzeuge unterscheiden sich in ihrer Betriebsweise ganz erheblich von Standard-Industriemotoren. Beim Elektrofahrzeug ist neben einem hohen Wirkungsgrad das geringe Gewicht des Antriebs entscheidend, um eine große Reichweite des batteriebetriebenen Fahrzeugs zu erzielen. Um eine möglichst hohe Leistungs-dichte zu realisieren, setzt man Hochdrehzahlmaschinen ein. Dies bedingt eine hohe Polpaarzahl, die wiederum in eine hohe Grundfrequenz des Motors resultiert. Die hohe Grundfrequenz zusammen mit hohen Flussdichten führen zu hohen Ummagnetisierungsverlusten im weichmag-netischen Kreis des E-Antriebs.
Für einen gezielten, bestmöglichen Entwurf von Traktionsmotoren für Elektrofahrzeuge ist eine Charakterisierung des Werkstoffes notwendig, dazu müssen die Eisenverluste in weiten Betriebsbereichen von Frequenz f und magnetischer Induktion B genau bestimmt werden. Solche verbesserten Abschätzungen der Eisenverluste in Stator und Rotor der Maschinen führt im Designprozess zu einer effektiveren elektromagnetischen und thermischen Auslegung der elektrischen Maschinen.

Technisches Anwendungsgebiet
Modellierung von Materialverhalten, Verlustberechnung, Simulation elektrischer Maschinen

Wissenschaftsgebiet
Modellierung weichmagnetischer Werkstoffe, Numerische Feldberechnung

Möglicher Ansatz
Nach einer ausführlichen Einarbeitung in die Modellierung weichmagnetischer Materialien und die derzeitigen Eisenverlustmodelle soll ein bestehendes Modell für die Anwendung in elektrischen Maschinen erweitert werden. Anschließend soll eine erste Verifikation des Modells mit Hilfe von Messungen an Epstein-Rahmen und Single-Sheet-Tester durchgeführt werden. Das verifizierte Eisenverlustmodell soll darauffolgend im Post-Processing implementiert und zur Berechnung der Verluste in einer elektrischen Maschinen verwendet werden. Damit soll eine erste Validierung des Modells vorgenommen werden.

Erwartete Ergebnisse
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines verbesserten Eisenverlustmodells zur Berechnung der Eisenverluste in elektrischen Maschinen im numerischen Post-Processing. Sowohl Rotor als auch Statorverluste sollen berechnet werden können. Die Modellparameter sollen automatisiert an Messungen identifiziert werden.

http://www.iem.rwth-aachen.de/global/sh ... download=1

Wir bieten sowohl BA/SA als auch DA/MA-Arbeiten zu diesem Gebiet an. Bei Interesse einfach melden. Der genaue Rahmen bzw. Schwerpunkt kann den Interessen angepasst werden.

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Dipl.-Ing. Simon Steentjes
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Institut für Elektrische Maschinen
Lehrstuhl für Elektromagnetische Energiewandlung
RWTH Aachen
Schinkelstraße 4, D-52056 Aachen

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