Analyse und Modellierung

  Mehrere Statorblechpakete Urheberrecht: IEM


Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit weich- und hartmagnetischen Materialen, Isolierstoffsystemen sowie dem strukturdynamischen und akustischen Verhalten elektrischer Maschinen. Themen wie die Vorhersage und Reduktion parasitärer Effekte in elektrischen Antrieben, elektromagnetische Kräfte, akustische Abstrahlung, Fertigungstoleranzen, Fehlerdiagnose, Lebensdauervorhersage, Teilentladungen oder Materialeigenschaften spiegeln sich in aktuellen Arbeitsschwerpunkten wieder. Je nach Problemstellung werden spezifische Lösungen erarbeitet und problemorientiert neue Ansätze entwickelt.

Die geräuscharme Auslegung und Konstruktion von elektrischen Maschinen, einschließlich mechanischer Komponenten wie Getrieben, ist ein Forschungsschwerpunkt. Transiente Zeitbereichsmodelle erlauben die Einbeziehung der Leistungselektronik, die Modellierung der in der Realität auftretenden toleranzbehafteten Geometrien sowie die Berücksichtigung der nichtlinearen Eigenschaften weichmagnetischer Materialien.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die geeignete Modellierung der in der elektrischen Maschine vorhandenen Verlusteffekte. Hierfür sind spezielle analytische und numerische Modelle für Hystereseeffekte, Wirbelstromverluste und verschiedene Arten der Magnetisierung entwickelt worden. Zur metrologischen Materialcharakterisierung stehen Epsteinrahmen, Einzelblatttester, Kerntester, ein Rotationsmessplatz und ein Zug-Druck-Prüfstand zur Verfügung.


Im Rahmen von Lebensdaueruntersuchungen werden ganzheitliche Lebensdauermodelle entwickelt, die es möglich machen, die zu erwartende Lebensdauer in Abhängigkeit der Beanspruchungen mit einer Wahrscheinlichkeit abzuschätzen. Hierfür stehen moderne Messsysteme, Wärmeprüföfen, eine Klimakammer und ein Beschleunigungstisch bereit. Für den Betrieb an Spannungswechselrichtern müssen Elektroisoliersysteme qualifiziert werden. Wechselrichter mit schnell schaltenden Silizium-Karbid, kurz SiC, Halbleitern sind im Fokus der aktuellen Forschungsarbeiten.