Entwicklung einer Drehfeldmaschine mit optimalem Wirkungsgrad für ein Hybridfahrzeug



Ähnliche Dokumente
Asynchronous Generators

Circular Knitting Machine

Dauermagnetgeneratoren (DMG)

Dynamic Hybrid Simulation

Experimentiersatz Elektromotor

Drehzahlvariabler Betrieb von Drehstrommaschinen

miditech 4merge 4-fach MIDI Merger mit :

Jedes Umfeld hat seinen perfekten Antrieb. Individuelle Antriebslösungen für Windenergieanlagen.

Serviceinformation Nr. 05/10

Stromortskurve Asynchronmaschine

Einführung in Elektrische Maschinen - Asynchronmaschine. Studenten: Name Vorname Unterschrift. Datum: Sichtvermerk des Dozenten: 3.

Lernaufgabe Industriekauffrau/Industriekaufmann Angebot und Auftrag: Arbeitsblatt I Auftragsbeschreibung

Produktinformation _182PNdeen

Würfelt man dabei je genau 10 - mal eine 1, 2, 3, 4, 5 und 6, so beträgt die Anzahl. der verschiedenen Reihenfolgen, in denen man dies tun kann, 60!.

Handbuch. Artologik EZ-Equip. Plug-in für EZbooking version 3.2. Artisan Global Software

4.4 ASM: Stromverdrängungsläufer Seite 1

TRAVEL POWER 230 V AC, 32 A, 50 Hz ( ) Travel Power

Ways and methods to secure customer satisfaction at the example of a building subcontractor

WAS IST DER KOMPARATIV: = The comparative

Ein- und Zweifamilienhäuser Family homes

Einfluss von Messfehlern der elektrischen Leistung auf die Zusatzverlustbestimmung. Einführung Verfahren zur Wirkungsgradbestimmung

Pneu. Linearantriebe mit externer Gleitführung Baureihe PLS

Änderungen bei der Mehrwertsteuerrückerstattung für den Export bestimmter Waren ab 1. August 2008

ehealth Rezept App Summary Einleitung Vorgehensweise Ergebnisse

Kapitel MK:IV. IV. Modellieren mit Constraints

Aufgabe 1: Steuerwirkungen auf Investitionsentscheidungen (22 Punkte)

Wenn Russland kein Gas mehr liefert

Kosten-Leistungsrechnung Rechenweg Optimales Produktionsprogramm

Elektrische Logigsystem mit Rückführung

Kurzanleitung um Transponder mit einem scemtec TT Reader und der Software UniDemo zu lesen

Schleswig-Holstein Kernfach Mathematik

Erfahrungen mit Hartz IV- Empfängern

1.3.2 Resonanzkreise R L C. u C. u R. u L u. R 20 lg 1 , (1.81) die Grenzkreisfrequenz ist 1 RR C . (1.82)

EMV und Medizinprodukte

Serviceinformation Nr. 02/11

Cloud Architektur Workshop

Simulink: Einführende Beispiele

JENOPTIK. Geschwindigkeitsmessungen mit Lasertechnologie. Referent: Wolfgang Seidel

Zusammenfassung der Vorlesung vom

Messung 2 MESSUNG DER WELLENLEISTUNG UND DES WIRKUNGSGRADES (PENDELMASCHINEN)

Security Patterns. Benny Clauss. Sicherheit in der Softwareentwicklung WS 07/08

Siebtes Symposium Biobrennstoffe und umweltfreundliche Energietechnik

Bei Aufgaben, die mit einem * gekennzeichnet sind, können Sie neu ansetzen.

Dominik Stockem Datenschutzbeauftragter Microsoft Deutschland GmbH

Model-based Development of Hybrid-specific ECU Software for a Hybrid Vehicle with Compressed- Natural-Gas Engine

QS solutions GmbH. präsentiert das Zusammenspiel von. Ihr Partner im Relationship Management

Windturbine. Für die Berechnung gilt die Referenz- Windgeschwindigkeit = 12 m/s. Flügel Umlaufgeschwindigkeit bei Lamda 2,5 = 2,5.

1. Kennlinien. 2. Stabilisierung der Emitterschaltung. Schaltungstechnik 2 Übung 4

Handwerk Trades. Arbeitswelten / Working Environments. Green Technology for the Blue Planet Clean Energy from Solar and Windows

Energieeffizienz bei Elektromotoren

Fit für die Prüfung Elektrotechnik Effektives Lernen mit Beispielen und ausführlichen Lösungen

Anbindung des Onyx Editors an das Lernmanagementsystem OLAT Anwendungsdokumentation

Untersuchung der Auswahl der Hauptfreiheitsgrade zum Import eines Modells von ANSYS nach SIMPACK

Erhebung von Anforderungen an den Einsatz von ebusiness-standards in kleinen und mittleren Unternehmen

Bestimmung des Wirkungsgrades. Felix Leumann. Motor Summit 2008, Zürich. wirkungsgrad-bestimmung.ppt Folie 1 November 2008

IMW - Institutsmitteilung Nr. 37 (2012) 79

Overview thermostat/ temperature controller

Electrical tests on Bosch unit injectors

GE präsentiert: Die Windenergieanlage

AGROPLUS Buchhaltung. Daten-Server und Sicherheitskopie. Version vom b

KIP Druckerstatus Benutzerhandbuch KIP Druckerstatus Installations- und Benutzerhandbuch

Konzentration auf das. Wesentliche.

Aussage: Das Seminar ist hilfreich für meine berufliche Entwicklung

Rente = laufende Zahlungen, die in regelmäßigen Zeitabschnitten (periodisch) wiederkehren Rentenperiode = Zeitabstand zwischen zwei Rentenzahlungen

Konzept zur Push Notification/GCM für das LP System (vormals BDS System)

Übungsaufgaben Tilgungsrechnung


Comenius Schulprojekt The sun and the Danube. Versuch 1: Spannung U und Stom I in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke E U 0, I k = f ( E )

TP 6: Windenergie. 1 Versuchsaufbau. TP 6: Windenergie -TP 6.1- Zweck der Versuche:...

Dynamische Methoden der Investitionsrechnung

Listening Comprehension: Talking about language learning

Approximation durch Taylorpolynome

Auszug aus der netzbetriebenen Multimotor-Serie

1. Theorie: Kondensator:

Das Werkzeugsystem im Überblick The Tool System Overview

Installation OMNIKEY 3121 USB

VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut Zeichengenehmigung

CONTROLLER RECEIVER REPEATER PAIRING SLIM CLIP

Teambildung. 1 Einleitung. 2 Messen der Produktivität

Strom - Spannungscharakteristiken

Zertifikat Energie-Effiziente Elektronische Systeme (E3S)

Permanent Magnet Motor Konzept

Deutliche Mehrheit der Bevölkerung für aktive Sterbehilfe

Output Choke Installation Instructions

Grüne Außenräume zwischen Haus und Himmel. Terrassendächer Carports Solarzellen

Nerreter, Grundlagen der Elektrotechnik Carl Hanser Verlag München. 8 Schaltvorgänge

Handbuch ECDL 2003 Modul 2: Computermanagement und Dateiverwaltung Der Task-Manager

Folgende Voraussetzungen für die Konfiguration müssen erfüllt sein: - Ein Bootimage ab Version Optional einen DHCP Server.

ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN IN ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN

Algorithms & Datastructures Midterm Test 1

Wie ist das Wissen von Jugendlichen über Verhütungsmethoden?

Güte von Tests. die Wahrscheinlichkeit für den Fehler 2. Art bei der Testentscheidung, nämlich. falsch ist. Darauf haben wir bereits im Kapitel über

CTI SYSTEMS S.A. CTI SYSTEMS S.A. 12, op der Sang. Fax: +352/ L Lentzweiler. G.D.

Studie: Online-Partnervermittlung Testsieger Portal AG, Hamburg, 25. Mai 2010

Künstliches binäres Neuron

10.6 Programmier-Exits für Workitems

Dipl.-Ing. Herbert Schmolke, VdS Schadenverhütung

IAA 2009 Europapremiere Hyundai Elantra LPI Hybrid EV Super Ultra Low Emission Vehicle

Informationsblatt Induktionsbeweis

Grundlagen der Videotechnik. Redundanz

Transkript:

Ausgewählte Arbeiten aus dem Institut für Elektrische Maschinen ETH Zürich Herausgegeben von Prof. Dr. K. Reichert Entwicklung einer Drehfeldmaschine mit optimalem Wirkungsgrad für ein Hybridfahrzeug von Lukas Küng Dr. sc. techn. Dissertation ETH Nr. 11373 1995

einen als IV ZUSAMMENFASSUNG Entwicklung einer Drehfeldmaschine mit optimalem Wirkungsgrad für ein Hybridfahrzeug Teil I: Elektrische Maschinen für Hybridfahrzeuge Die ETH Zürich entwickelt im Rahmen des Fahrzeugprojekts «Hybrid III» einen Parallelhybrid mit Schwungradspeicher Das Projekt verfolgt das Ziel, für alle Antriebskomponenten den Wirkungsgrad zu optimieren Die vorliegende Ar beit befasst sich mit der Berechnung der elektrischen Maschine für dieses Hy bridfahrzeug Elektrische Energie steht in einem Fahrzeug nur beschrankt zur Verfugung Deshalb muss die elektrische Maschine Motor und als Gene rator möglichst hohen Wirkungsgrad erzielen Eine einzige elektrische Maschine muss vier Funktionen erfüllen Sie ist Starter für den Verbren nungsmotor, Generator für das Bordnetz sowie Antrieb und Bremse für das Fahrzeug Diese Anforderungen bedingen einen grossen Last und Drehzahlbereich, den optimalen Wirkungsgrad muss die Maschine bei ca 5 % Teillast erreichen (Generator) Ein systematischer Vergleich verschiedener Maschinentypen zeigt, dass sich eine Asynchronmaschine am besten für den Einsatz in diesem Hybridfahrzeug eignet Um den Wirkungsgrad im Teillastbereich zu optimieren, werden in dieser Arbeit drei Losungen vorgeschlagen 1 Flussanpassung Der magnetische Fluss wird optimal an die Belastung der Maschine angepasst 2 Wicklungsumschaltung Die Wahl zwischen zwei unterschiedlichen Win dungszahlen erlaubt, die Maschine mit möglichst hoher Spannung treiben und die Verluste in der Leistungselektronik zu reduzieren zu be 3 Drehfeldmaschine mit Dauermagneten Ein Kurzschlusslauferrotor enthalt Dauermagnete im Joch Er dreht bei Schwachlast synchron, bei Vollast asynchron

und erfordert drei ein V Teil II: Berechnung der elektrischen Maschine Teil II beschreibt die Auslegung der Asynchronmaschine. Der Einfluss der ver schiedenen Parameter auf die Verluste wird untersucht und minimiert. Um ei nen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen, muss man das maximale Kipp moment einschränken. Das komplexe Kühlungssystem schlossener Luftkreislauf und eine Wasserkühlung sche Erwärmungsrechnung. interner ge eine dynami Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet der Vergleich verschiedener Statorwick lungen. Die Arbeit zeigt für eine vorgegebene Wicklung, wie die Nutverteilung Hauptinduktivität und Streuinduktivitäten und damit das Kippmoment beeinflusst. Das Drehmoment lässt sich mit derselben Wicklung um 40 % variieren. Die Wicklungsarten werden weiter nach drei Kriterien bewertet: Grösse der Stirnraumverbindungen, Stromverdrängung, Einfluss eines exzentrischen Rotors. Teil IM: Betriebserfahrungen Der Verfasser hat drei Prototypmaschinen hergestellt Statoren mit unter schiedlicher Wicklung und drei Kurzschlussläuferrotoren (einer davon mit Dauermagneten) sie auf einem Prüfstand getestet. Die Regelung erfor dert genaue Kenntnisse über die Ersatzschaltbildparameter, die sich aus Messungen ableiten lassen. Die Streuinduktivität des Statorwickelkopfs und den frequenzabhängigen Statorwiderstand kann man mit der Streuprobe ohne Rotor ermitteln. Alle Prototypen erfüllen die Anforderungen der vier Betriebsarten und errei chen auch im Teillastbereich hohe Wirkungsgrade (> 90 %). Die Drehfeld maschine mit Dauermagneten erreicht mit 96.5 % den besten Wirkungsgrad. Mit Ausnahme des Kippbereichs lässt sie sich ohne weiteres auch asynchron betreiben.

the as VI SUMMARY Development of a Rotating Field Machine with Optimal Efficiency for a Hybrid Car Part I: Electric machines for hybrid cars As part of the vehicle project «Hybrid III», the ETH Zürich is developing a par allel hybrid with flywheel storage. The project aims at optimising the efficiency of all drive components. This thesis deals with the caiculations for the electric machine for this hybrid car. In a vehicle, only a limited supply of electrical energy is available. and as a generator Therefore, the electric machine must achieve highest possible efficiency. One Single a motor electric ma chine must fulfill four functions: It must act as the Starter for the combustion engine and the generator for the onboard power supply as well as being both drive and brake for the vehicle. A wide load and speed ränge, therefore, results from this; the machine must reach optimal efficiency at approx. 5 % of the füll load (generator). A systematic comparison of different machine types shows that a squirrel cage induction machine fits the requirements of this hybrid car best. To optimise the efficiency in the partial load area, three Solutions are proposed: 1. Flux adjustment: The magnetic flux is adjusted optimally to the load on the machine. 2. Coil switclr. The choice of two numbers of turns allows the machine to be supplied with the highest possible voltage and the losses in the power electronics to be reduced. 3. Rotating field machine with permanent magnets: A squirrel cage rotor contains permanent magnets in the yoke. At part load, it rotates synchronously, at füll load asynchronously.

VII Part II: Design of an induction machine The design of the induction machine investigates and minimises the influence of the different parameters on losses. To reach optimal efficiency, the maximum breakdown torque has to be limited. The complex cooling system, consisting of an internal closed air circulation and a watercooling requires a dynamic heat calculation. The comparison of different Stator coils is focused. The thesis shows how, for a given coil, the slot distribution influences magnetising and leakage inductances (breakdown torque). With the same coil, the torque can vary around 40 %. Furthermore, the different types of coils are rated according to three criteria: The size of the coils' end, current displacement and the influence of an eccentric rotor. Part IM: Test results The author has manufactured and tested three prototype machines three Stators with different windings and three squirrel cage rotors (one with perma nent magnets). The control requires exact knowledge of the parameters of the equivalentcircuit diagram, which can be derived from measurements. The of the stator resis leakage inductance of the coils' ends and the dependency tance can be determined by the leakage test without rotor. All prototypes fulfill the demands of the four modes of Operation and also reach a high level of efficiency (> 90 %) in the part load area. The induction machine with permanent magnets reaches the best efficiency with 96,5 %. With the exception of the pullout torque area, it can also easily be operated asynchronously.