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Numerische Berechnung von Magnetverlusten mit FEMAG-AMELA an permanenterregten Synchronmaschinen zur thermischen Analyse

  • In der vorliegenden Arbeit wird eine softwaregestützte Methode zur Bestimmung von Wirbelstromverlusten eines Permanentmagneten, innerhalb einer rotierenden elektrischen Synchronmaschine, untersucht. Die Berechnung der Magnetverluste wird mit der FEMAG Erweiterungssoftware AMELA durchgeführt, deren Grundlage eine quasistatische Feldberechnung bildet. Da Wirbelströme räumlich verteilt sind, liefert eine reine zweidimensionale Magnetverlustberechnung mit FEMAG-DC bislang nur ungenügend genaue Ergebnisse, zudem können keine Magnetsegmentierungen eingebracht werden. Analytische Ansätze zur Berechnung der Verlust-anteile, die zur Erwärmung der Maschine führen, werden aufgezeigt. Die Verlustleistungen der einzelnen Wärmequellen werden in ein thermisches Modell der Maschinen eingetragen, um die statische Magnettemperatur zu ermitteln. Die Ergebnisse lassen sich anhand von Messungen der Maschine, in Form einer indirekten Bestimmung der Magnettemperatur, verifizieren. Ist eine Entmagnetisierung des Magneten aufgrund von übermäßigerIn der vorliegenden Arbeit wird eine softwaregestützte Methode zur Bestimmung von Wirbelstromverlusten eines Permanentmagneten, innerhalb einer rotierenden elektrischen Synchronmaschine, untersucht. Die Berechnung der Magnetverluste wird mit der FEMAG Erweiterungssoftware AMELA durchgeführt, deren Grundlage eine quasistatische Feldberechnung bildet. Da Wirbelströme räumlich verteilt sind, liefert eine reine zweidimensionale Magnetverlustberechnung mit FEMAG-DC bislang nur ungenügend genaue Ergebnisse, zudem können keine Magnetsegmentierungen eingebracht werden. Analytische Ansätze zur Berechnung der Verlust-anteile, die zur Erwärmung der Maschine führen, werden aufgezeigt. Die Verlustleistungen der einzelnen Wärmequellen werden in ein thermisches Modell der Maschinen eingetragen, um die statische Magnettemperatur zu ermitteln. Die Ergebnisse lassen sich anhand von Messungen der Maschine, in Form einer indirekten Bestimmung der Magnettemperatur, verifizieren. Ist eine Entmagnetisierung des Magneten aufgrund von übermäßiger thermischer Belastung zu erwarten, werden geeignete Segmentierungsmaßnahmen vorgestellt und aus fertigungstechnischer Sicht bewertet. Die Ursache und Ausprägung der Wirbelströme wird aufgezeigt, sowie Einflüsse beschrieben, die bei der Berechnung berücksichtigt werden müssen.show moreshow less

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Metadaten
Author:Marvin Braun
Referee:Armin Dietz
Document Type:Bachelor-/Diplom Thesis
Language:German
Granting Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Date of final exam:2022/08/18
Release Date:2022/09/21
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
Licence (German):Keine Lizenz - Deutsches Urheberrecht gilt
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