Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Lösungsansatz entwickelt, der es ermöglicht, bewegte ferromagnetische Körper in direkten Lösungsverfahren gemäß der PEEC Formulierung einzubinden. Zur Berechnung der Induktivitäten wird dabei die zweidimensionale Lösung der magnetostatischen Poissongleichung mittels geeigneter Green'scher Funktion verwendet und hinsichtlich ihrer numerischen Stabilität und ihrer Eignung zur Berechnung von Stromverdrängungsverlusten mit der quasistationären FEM verglichen. In einem nächsten Schritt wird die PEEC Formulierung um die Berücksichtigung ferromagnetischer Materialien erweitert. Dazu wird der unter Verwendung einer statischen FEM Rechnung bestimmte Magnetisierungszustand des ferromagnetischen Körpers in eine PEEC-kompatible Darstellung konvertiert. Weiter wird die Nutzung von Systemsymmetrien zur Vereinfachung der Berechnung erörtert und es wird ein Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, das dabei mögliche Auftreten von Singularitäten zu verhindern. Ferner wird erarbeitet, wie auch bewegte Körper durch geeignete Transformation berücksichtigt werden können.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Aus verschiedenen Gründen wird eine Elektrifizierung und Hybridisierung von Kraftfahrzeugen angestrebt. Die Integration von elektrischen Traktionsantrieben hat ein hohes Potenzial bei unterschiedlichen Kraftfahrzeuganwendungen aufgezeigt. Im Bereich der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge wird dieses Thema immer stärker diskutiert. An dieser Stelle setzt die vorliegende Arbeit ein. Die vorliegende Dissertation betrachtet ein hybridisiertes Konzept eines landwirtschaftlich genutzten Traktors. Es sind verschiedene Antriebstopologien für die landwirtschaftlichen Fahrzeuge denkbar. Studien weisen auf Vorteile des Radnabenantriebs hin. Die vorliegende Arbeit fokussiert auf diese Topologie und beschreibt die Auslegung und Dimensionierung eines Elektromotors, der als Radnabenantrieb in der Vorderachse eingesetzt wird. Die besondere Problematik bei der Entwicklung des Traktionsantriebs des betrachteten Traktors besteht darin, dass sich aus den Fahrzeuganforderungen eine hohe Drehzahlspreizung für den Traktionsmotor ergibt. Einerseits sind hohe Drehmomente bei geringen Drehzahlen gefordert, anderseits ist eine hohe Drehzahl bei geringem Drehmoment für die Straßenfahrt spezifiziert. Für diese Betriebspunkte ist der S1-Dauerbetrieb gefordert. Eine kurzzeitige Überlastfähigkeit des Elektromotors in diesen Betriebspunkten kann somit nicht genutzt werden um beide Drehmoment- und Drehzahlanforderungen zu erfüllen. Zusammen mit dem stark eingeschränkten verfügbaren Einbauvolumen stellen die widersprüchlichen Motoranforderungen eine Herausforderung für die Auslegung elektrischer Maschinen dar.
Aktualisiert: 2020-01-15
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