Switched reluctance machine with integrated torgue and radial force production

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wilfried Hofmann
• Subject Area: Electrical Energy Systems, Power Management, Power Electronics, Electrical Machines and Drives
• Term: from 2000 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5285652

Geschaltete Reluktanzmaschinen eignen sich wegen ihres wicklungslosen und massiven Rotors zunehmend für Antriebsanwendungen im Bereich sehr hoher Drehzahlen. Allerdings mindern mechanische Lager den ansonsten sehr guten Gesamtwirkungsgrad, so dass eine magnetische Lagerung des Rotors die mechanischen Reibungsverluste weitgehend mindert. Zur Reduzierung des Bauraums und erhöhten Ausnutzung der aktiven Maschinenteile wird erstmals für diesen Maschinentyp eine Integration von Dreh- und Tragsystem vorgesehen. Die bekannten Prinzipien von bisher untersuchten Maschinentypen mit verteilten Wicklungen sind auf die geschaltete Reluktanzmaschine wegen der ausgeprägten Stator- und Rotorpole und der konzentrierten Bewicklung nicht übertragbar. Erschwerend wirkt die Ungleichzeitigkeit von Radial- und Tangentialkraftbildung und der prinzipbedingte kleine Luftspalt. Deshalb werden zunächst theoretische und rechnergestützte Untersuchungen zur Eignung verschiedener Stator-Rotor-Blechschnitte und Wicklungsvarianten für eine "lagerlose Maschine" angestellt. Exemplarisch wird eine vollständig lagerintegrierte Versuchsmaschine mit entsprechender Leistungselektronik aufgebaut. An dieser Anlage sollen dann verschiedene Regelungsvarianten zur Antriebs- und Lagerregelung erprobt werden. Im Mittelpunkt stehen dabei Koppeleffekte beider Teilsysteme, Stabilitätseigenschaften insbesondere bei höchsten Drehzahlen sowie spezielle Steuerverfahren mit maximaler Kraftausbeute und minimaler Geräuschentwicklung.

• DFG Programme: Research Grants