Die synchrone Reluktanzmaschine im Vergleich zu anderen Motortopologien. Dipl.Ing. (FH) Stefan Heinz

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1 Die synchrone Reluktanzmaschine im Vergleich zu anderen Dipl.Ing. (FH) Stefan Heinz

2 Themen Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung FEMAG Ergebnismatrix / Simulationergebnisse Vergleich verschiedener (Basis Berechnungs- und Messergebnisse) o Oberflächensynchronmaschine o Eingebettete Magnete mit Reluktanzmoment o Reine Reluktanzmomentnutzung o Asynchronmaschine Messtechnische Validierung der synchronen Reluktanzmaschine

3 Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung Unterschiedliche Ausführungen und Grade der Reluktanzmomentnutzung möglich Anforderung der Anwendung beachten! M = m 2 p ( Ψ m i + (L d - L ) i d i ) PM RM

4 Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung Bestimmung des d--koordinatensystems d L < L d d L > L d

5 ) i i ) L - + (L i p ( 2 m = M d d Ψ m ) i i ) L - p ((L 2 m = M d d d d d L L < d L L > Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung

6 Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung

7 Grundlagen der Reluktanzmomentnutzung FEMAG Ld-L Ergebnismatrix (Nichtlinearitäten kein eindimensionales Ersatzschaltbild möglich) Transformation für die Parametrisierung des Freuenzumrichters

8 Berechnungstechnische Vergleiche und Messtechnische Untersuchungen Plattform: 8- polige Maschine Aktiver Maschinendurchmesser 250mm Wassergekühlt Max. Drehzahl ca min -1 Leistungseckpunkt min -1 Leistungselektronik: Max. Phasenstrom 200A

9 DC-Variante mit Oberflächenmagneten Betrieb mit Vorschaltdrossel Hohe Drehmomentdichte Großer Wellendurchmesser Geringe Massenträgheit Massiver Magnetträger möglich Hoher Leistungsfaktor

10 FS-Variante mit eingebetteten Magneten Ohne Vorschaltdrossel Großer Feldschwächestellbereich Hohe Induktivität Großer Stellbereich mit konstanter Leistung Geringe Rotorverluste Wirkungsgradoptimierte Parametrierung der Leistungselektronik möglich Hoher Leistungsfaktor

11 RL-Variante ohne Magnete Synchrone Drehzahl Magnetlos Kostengünstiger Aufbau Reduzierung des magnetischen Flusses Hohe Induktivität Geringste Rotorverluste Kein VPM Keine Schleppverluste

12 AC-Variante als Asynchronmaschine Geringe Rotorverluste durch Cu- Käfig Magnetlos Kein VPM Reduzierung des magnetischen Flusses Keine Schleppverluste

13 S1- Drehmoment im unteren Drehzahlbereich (gleicher Strombelag im Stator vorausgesetzt)

14 Einsetzdrehzahl Feldschwächung bzw. Reduktion des magnetischen Flusses

15 Cosphi im Nennarbeitspunkt 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

16 Wirkungsgrad im Nennarbeitspunkt

17 Rotorverluste im Nennarbeitspunkt

18 Maximale Drehzahl

19 Wirkungsgrad bei maximaler Drehzahl (RL weist etwa nur die Hälfte des vergleichbaren Drehmomentes auf!)

20 Wirkungsgrad bei halber Nennlast im Nenndrehzahlpunkt

21 Messtechnische Validierung der synchronen Reluktanzmaschine

22 Messtechnische Validierung der synchronen Reluktanzmaschine Woher kommen die Abweichungen? - Blechkennlinie im höheren Sättigungsbereich? - Fertigungstoleranzen?

23 Das ATE Team dankt ganz herzlich dem kompletten FEMAG-Team und ganz besonders Herrn Prof. Reichert!

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!