Spezielle physikalische Effekte in elektrischen Maschinen

Einleitung

Das Betriebsverhalten einer elektrischen Drehfeldmaschine wird durch Zusammenspiel diverser elektromagnetischer, mechanischer und thermischer Effekte bestimmt. Das Verständnis ihrer physikalischen Grundlagen und Berechnungsmethoden ermöglicht eine optimale Auslegung, Herstellung und Betrieb der elektrischen Maschine als Komponente des elektrischen Antriebssystems.

Zielgruppe

EntwicklerInnen elektrischer Antriebssysteme und elektrischer Maschinen.

Schwerpunkte

• Induktivitäten und Eisensättigung: Induktivitätsmatrix, Haupt- und Streufelder, B-H-Kennlinie, Leerlaufkennlinie
• Oberwelleneffekte: magnetische Feldoberwellen verursacht durch Nutung, Wicklungsform, Polform und Sättigung; Frequenzen und Ordnungszahlen
• Drehmomente und Kräfte: Drehmomentwelligkeit, Radialkräfte und einseitiger magnetischer Zug, Rotorexzentrizität, Axialkräfte
• Stromverdrängung (skin effect): Stromverteilung in einem Leiter und in einem Stab, Frequenzabhängigkeit, Induktivitäts- und Widerstandsänderung, Selbstanlauf mit Hochstab- und Doppelkäfigläufer, Teilleiter für Ständerwicklung 
• Verluste: Kupferverluste unter Beachtung der Stromverdrängung, Oberwellenverluste im Käfigläufer und im Rotormassivpol sowie im PM-Material, Ummagnetisierungsverluste im Blech, Zusatzverluste
• Geräusche: Feldoberwellen und Stromoberschwingungen als Ursache, Frequenzen abhängig von der Konstruktion
• Thermische Vorgänge: Einführung

Seminarziele

Im Seminar erhalten die Teilnehmenden einen Einblick in die Grundprinzipien physikalischer Effekte in einer elektrischen Drehfeldmaschine wie z.B. magnetische Eisensättigung, Stromverdrängung und Feldoberwellen. Der Fokus liegt dabei auf ihrem Einfluss auf stationäres und transientes Maschinenbetriebsverhalten. Dafür werden die wichtigsten mathematischen Modelle und analytischen Formeln erläutert. Es werden Tipps zur Reduktion der negativen Einflüsse dieser Effekte (z.B. Zusatzverluste) gegeben. Außerdem werden die Methoden für effiziente Ausnutzung bestimmter Effekte für die Verbesserung des Betriebsverhaltens (z.B. Anlauf mit Hochstabläufer) vorgestellt. Die praktischen Beispiele werden für die folgenden Maschinentypen spezifiziert: PM-Synchronmaschine, Induktionsmaschine, Schenkelpolsynchronmaschine.

Referent/Referentin

Olga Korolova

ProFluxx GmbH
www.profluxx.com