Die
antriebstechnischen Eigenschaften sowie die Betriebssicherheit und
Zuverlässigkeit des Antriebs werden sowohl vom für
den Betrieb notwendigen
Stromrichter als auch von der Maschine bestimmt.
Der
Entwurfsprozess
einer Reluktanzmaschine
geht von der technischen Aufgabenstellung aus. Es sind Angaben
über Drehzahl, Drehmoment sowie Betriebsbereich
(Maximaldrehzahl, Spitzendrehmoment u.s.w.) erforderlich. Welche
Optimierungsziele bei der Auslegung verfolgt werden sollen, bestimmt
ebenfalls die geplante Anwendung des Antriebs. Nach einer Wichtung der
Betriebseigenschaften wie Wirkungsgrad, Ausnutzung,
Drehmomentwelligkeit oder Geräuschentwicklung kann die
Auslegung des Antriebs stattfinden. Es ist erforderlich, jeweils die
Maschinenauslegung, die Stromrichterschaltung und die Regelstrategie
gleichzeitig zu berücksichtigen. Anders als bei
Drehfeldmaschinen muss für jede Anwendung die Phasen- und
Polpaarzahl neu festgelegt werden. Eine niedrige Drehmomentwelligkeit
zum Beispiel kann durch einen angepassten Blechquerschnitt und durch
die Regelstrategie erzielt werden. Im Hinblick auf den Wirkungsgrad
sind Regelstrategie und Formgebung der Bleche aufeinander abzustimmen.
In
der
Gestaltungsphase
des Antriebes kann
die Erfüllung der technischen Aufgabenstellung mit Hilfe
geeigneter Simulationsmodelle überprüft werden, ohne
dass ein Versuchsmuster hergestellt werden muss. Dieses Vorgehen
empfiehlt sich, weil die Herstellung, Erprobung und Änderung
von Prototypen einen erheblichen Kosten- und Zeitaufwand darstellt.
Auch bei der Auslegung des Reluktanzantriebes ist es wichtig, den
Kostenfaktor im Auge zu behalten, um nicht bei einer Verbesserung der
Betriebseigenschaften durch die Verwendung teurer Materialien oder
aufwendiger Blechschnitte den größten Vorteil dieser
Technologie zu verspielen.
Im
Rahmen des
Forschungsprojektes gilt es,
Antriebe mit geschalteten Reluktanzmaschinen durch die Untersuchung und
geziehlte Ausnutzung innerer Erscheinungen der Maschine zu optimieren.
Die Forschungsschwerpunkte sind dabei:
-
Grundlagenuntersuchungen
zu speziellen
inneren Erscheinungen der SRM (Sättigung, Eisenverluste,
Oberwellen, ...)
-
Untersuchung
des Einflusses der
Sättigung auf das Betriebsverhalten und die Ausnutzung von
Maschine und Stromrichter
-
Entwicklung
und Anwendung moderner und
effektiver Entwurfs-, Berechnungs- und Simulationswerkzeuge
-
Definition
grundsätzlicher
Entwurfsprinzipien für High-Speed und High-Torque-Anwendungen
auf der Basis neu gewonnener Erkenntnisse
-
Untersuchung
des Einflusses verschiedener
Stromformen und Steueralgorithmen auf das Betriebsverhalten des Antriebs
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Entwicklung
eines
SRM-Prototypen mit optimierter Magnetkreisgeometrie
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