Diese Arbeit befasst sich mit dem akustischen Verhalten einer permanenterregten Synchronmaschine, das mit Hilfe eines multiphysikalischen Simulationsmodells untersucht wird. Das Simulationsmodell wird dabei dazu verwendet, mittels Strukturoptimierung das Luft- und Körperschallverhalten der Maschine zu verbessern. Mit ein paar einfachen Parameterstudien werden zunächst einige geometrische Parameter und der Einfluss auf den Luft- und Körperschall analysiert und beurteilt. Des Weiteren werden zwei unterschiedliche Methoden vorgestellt, mit denen sowohl der Körperschall, wie auch der Luftschall optimiert werden kann.
Die Arbeit zeigt außerdem welches Potential die Strukturoptimierung bietet, um das NVH-Verhalten der untersuchten Maschine zu verbessern. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen und angewendeten Methoden, konnten neue Erkenntnisse über das NVH-Verhalten der Synchronmaschine gewonnen und einige Designempfehlungen für die Motorenentwicklung abgeleitet werden. Die Interaktion zwischen Körperund Luftschall stellt dabei weiterhin eine große Herausforderung dar.
Aktualisiert: 2022-10-27
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Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer strukturmechanischen Auslegungsmethode für eine Dichthülse aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), die statorseitig im Luftspalt zwischen Rotor und Stator anlaminiert ist. Die Dichthülse ermöglicht es, das Kühlmedium axial entlang der Nuten des Stators in unmittelbarer Nähe der thermisch kritischen Kupferwicklungen zu leiten und erlaubt eine deutlich effizientere Kühlung als durch einen herkömmlichen Statorkühlmantel.
Die vorliegende Arbeit untersucht die beiden Versagensmechanismen, Weeping und Ablösen, der Dichthülse. Hierbei werden in Grundlagenuntersuchungen detailliert die beteiligten Einzelkomponenten, Elektroblech, GFK und Reinharz, betrachtet. Es folgt die theoretische Betrachtung der beiden Versagensphänomene. Weeping ist die Folge eines Netzwerks aus Zwischenfaserbrüchen (ZFB) in der Dichthülse. Eine Festigkeitsbetrachtung mittels Finite Elemente Methode untersucht die durch Temperatur und Druck beanspruchte Dichthülse. Anhand eines analytischen Modells wird mittels bruchmechanischer Ansätze das zweite Versagensphänomen, das Ablösen, betrachtet. Dabei beschreibt die finite Bruchmechanik mit gekoppelten Kriterien die versagenskritische Rissinitiierung zwischen Dichthülse und Stator.
Die folgenden empirischen Untersuchungen zeigen den Einfluss von ZFB auf die Dichtheit von dünnwandigen GFK-Laminaten. Die Untersuchungen des Versagensphänomens Ablösen bedienen sich druckbeaufschlagter Prüfkörper, die an den Blistertest angelehnt sind. Sie zeigen eine Auswahl an Einflüssen auf temperaturabhängige Versagensdrücke bis 160 bar bei Temperaturen zwischen –40 °C und 180 °C. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung und einer Beschreibung des versagensunkritischen Bereichs für den Einsatz der Dichthülse.
Aktualisiert: 2021-05-14
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Der Auslegungsprozess elektrischer Antriebsstränge benötigt möglichst genaue Simulationsmodelle der einzelnen Komponenten, um frühzeitig die Effizienz und Leistungsfähigkeit einer Antriebsstrangkonfiguration bewerten zu können.
Hinsichtlich der Auslegung der elektrischen Maschine ist vor allem die Interaktion mit dem Inverter zu beachten. Die Taktfrequenz, das Modulationsverfahren und die Ansteuerparameter haben zusammen mit der Regelung einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz der elektrischen Maschine.
Die vorliegende Dissertation leistet einen Beitrag zur rechenzeiteffizienten Berechnung von Asynchronmaschinen unter Berücksichtigung von maschineneigenen und inverterspezifischen Stromharmonischen. Im Vergleich zur üblicherweise verwendeten transienten spannungsgetriebenen Finite-Elemente-Simulation ergibt sich mit der neu entwickelten Simulationsmethodik eine signifikante Verkürzung der Rechenzeit.
Aktualisiert: 2022-03-17
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Anforderungen und Zusammenspiel der Hybridisierung auf einen Blick
In diesem Buch werden die allgemeinen Grundlagen der Hybridisierung und deren Funktionen in einem größeren Gesamtkontext dargestellt. Dabei werden alle notwendigen Grundlagen hergeleitet und entwickelt, die zum Verständnis von leistungsverzweigten Konzepten notwendig sind. Hierbei stehen nicht die elektrischen Maschinen oder technischen Details ausgeführter hybrider Antriebe im Fokus, sondern die Systemanforderungen und deren Grundlagen. Abgeleitet von den Anforderungen eines Fahrzeuges werden die Potentiale beim Einsatz zusätzlicher elektrischer Maschinen und die Verwendungsmöglichkeit dieser Komponenten aufgezeigt.
Anschauliche Erklärungen finden sich zu:
- Grundlagen der Antriebe
- Anforderungen des Fahrzeuges
- erzielbarem Nutzen der Hybridisierung
- ausgeführten Gesamtkonzepten als Beispiele
Dieses Lehrbuch gewährt dank anschaulicher Beispiele einen praxisnahen Überblick über die Grundlagen der Hybridtechnologie und ihre ganzheitliche Anwendung und verliert dabei den Nutzen nicht aus den Augen. Das erworbene Wissen wird im letzten Teil durch Übungen vertieft. Die Lösungen hierzu befinden sich auf www.hanser-fachbuch.de.
Aktualisiert: 2022-10-04
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