Übersicht
Ausgehend von der Transversalfluß-Anordnung des magnetischen Kreises wird für permanentmagneterregte Synchronmaschinen die Berechnungsmethode beschrieben. Hierbei ist vorausgesetzt, daß durch Wechselrichterspeisung die Stromform näherungsweise trapezförmig vorgegeben ist. Für ein- und zweiseitige Statoranordnungen sowie Erregersysteme in Flachmagnet- und Sammlerkonfiguration werden die mathematischen Beziehungen zwischen Feld- und Stromgrößen und den Abmessungsparametern angegeben. Es wird auf verschiedene Verfeinerungsstufen des Berechnungsverfahrens, etwa durch Berücksichtigung von Streuflußkomponenten und Sättigung des Eisenwegs, hingewiesen. Vergleiche mit der dreidimensionalen FE-Methode und mit Messungen an einem Modellmotor beschließen die Arbeit.
Contents
For synchronous machines based on permanent magnet excitation and the transvers flux concept an analytical approach for field and force calculations is being described. One of the assumptions is a known trapezoidal wave form of the armature current, maintained by appropriate frequency inverter and terminal voltage. The analysis covers one and two-sided armature configurations as well as different configurations of the excitation (magnet) system of the rotor. Refinements of the analysis can be achieved by taking into account magnetic leakage components and saturation effects. Comparisons with the 3-dimensional FE-computation and with results from measurements are presented.
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Abbreviations
- A a :
-
Ankerstrombelag
- B a :
-
Induktionskomponente des Ankers
- B 0 :
-
Leerlaufinduktion im Spalt (Flachmagnet)
- B 0d :
-
Leerlaufinduktion vond-Magnet
- B 0q :
-
Leerlaufinduktion vonq-Magnet
- B r :
-
Remanenzinduktion
- B rd :
-
Remanenzinduktion, vond-Magnet
- B rq :
-
Remanenzinduktion, vonq-Magnet
- b M :
-
Polabmessung in Umfangsrichtung
- F :
-
Umfangskraft
- F A(F) :
-
Kraftdichte (Flachmagnet)
- F A(S) :
-
Kraftdichte (Sammler)
- G am :
-
Stromdichte der Ankerwicklung (maximal)
- H c :
-
Koerzitiv-Feldstärke
- H cd :
-
Koerzitiv-Feldstärke (d-Magnet)
- H cq :
-
Koerzitiv-Feldstärke (q-Magnet)
- h d :
-
Magnethöhe (d-Magnet)
- h q :
-
Magnethöhe (q-Magnet)
- h i :
-
Hohlabmessung, axial
- h M :
-
Magnethöhe (Flachmagnet)
- i a :
-
Ankerstrom
- i am :
-
Ankerstrom (maximal)
- k :
-
Mittelwert-Koeffizient
- k b :
-
Mittelwert-Koeffizient für Rechteckstrom
- k σF :
-
Korrektur-Koeffizient (Ber. v. Streuung u. Sätt.)
- k σd :
-
Korrektur-Koeffizient beid-Magneterregung
- k σq :
-
Korrektur-Koeffizient beiq-Magneterregung
- L a :
-
Ankerinduktivität
- l M :
-
Magnetabmessung, radial
- N p :
-
Polzahl
- P mech :
-
Mechanische Leistung
- R a :
-
Magnetischer Widerstand (M W), Ankerelement
- R dM :
-
M W, d-Magnet
- R j :
-
M W, Rückschlußjoch
- R M :
-
M W, Flachmagnet
- R qM :
-
M W, Quermagnet
- R σ :
-
M W, Luftspalt
- R σ1 :
-
M W, Luftspaltanteil
- R σ2 :
-
M W, Luftspaltanteil
- R σN :
-
M W, Streuanteil-Nut
- R σM :
-
M W, Streuanteil-Pollücke
- R Σd ,R Σq :
-
M W, Kombinationswert
- T :
-
Periode der Feld- und Stromschwingung
- T 1 :
-
Halbe Kommutierungszeit
- T 2 :
-
Halbe Anstiegszeit vonu i
- T k :
-
Kommutierungszeit
- T 0 :
-
Kommutierungsabschnitt
- T a :
-
Ankerzeitkonstante
- U k1 :
-
Kommutierungsspannung
- U i :
-
Induzierte Spannung, maximal
- u i :
-
Induzierte Spannung
- u i0max :
-
Induzierte Spannung, Leerlauf, maximal
- u imi :
-
Induzierte Spannung, Mittelwert
- v :
-
Umfangsgeschwindigkeit
- w :
-
Windungszahl der Ankerwicklung
- W m :
-
Magnetische Energie
- θa :
-
Ankerdurchflutung
- θMd, θMq :
-
Magnetdurchflutung fürd, q-Magnet
- θM :
-
Magnetdurchflutung (Flachmagnet)
- αd :
-
Abmessungsquotient,d-Zweig
- αq :
-
Abmessungsquotient,q-Zweig
- αdg :
-
Abmessungsquotient
- δ:
-
Luftspaltlänge
- δx :
-
Modifizierter Luftspalt
- μ0 :
-
Permeabilität, Luft
- μp :
-
Relativ Permeabilität, Permanentmagnet
- τ:
-
Polteilung
- Φa :
-
Ankernutzfluß
- Φp :
-
Polfluß
- Φai :
-
Ankerfluß, ideal
- θ:
-
Spezifischer Widerstand
Literatur
Weh, H.; May, H.: Achievable force densities for permanent magnet excited machines in new configurations. Proc. ICEM, München 1986
Weh, H.: Permanenterregte Synchronmaschinen hoher Kraftdichte nach dem Transversalflußkonzept. etz-Arch. erscheint demnächst
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Weh, H., Jiang, J. Berechnungsgrundlagen für Transversalflußmaschinen. Archiv f. Elektrotechnik 71, 187–198 (1988). https://doi.org/10.1007/BF01597143
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01597143