Physikalische Grenzen bei der Erhöhung der Leistungsdichte von elektrischen Maschinen

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Norbert Michalke Auftraggeber: SIEMENS AG A&D ATS 2 Nürnberg Autoren: Prof. Dr.-Ing. Norbert Michalke

Der Einsatz neuer Materialien und Technologien wird auf vielfältigen Ebenen mit einem Anstieg der Leistungsdichte angegeben. Eine realistische Abschätzung der Machbarkeit und der physikalischen Grenzen wird dabei weitestgehend vermisst. Zu ermitteln waren Grenzen in der Erhöhung der Leistungs- und Drehmomentausnutzung bei permanentmagneterregten Synchronmaschinen im Leistungsbereich zwischen 3 und 20 kW. Die Berechnungen beschränken sich auf die Aktivteil-Berechnung. Über die Modellierung für die FEM-Berechnung, die elektromagnetische und thermische Feldberechnung sowie unter Einsatz eigener Auswerte-Software erfolgten Variantenbetrachtungen für die zu ermittelnden Grenzen. Zielparameter war die Leistungsdichte und nur sekundär der Wirkungsgrad. Entstehende Verluste sollten aber beherrschbar sein.