Analyse von Synchronreluktanzmaschinen für Allrad-Module
Im Rahmen dieses Projektes wird der Einsatz von Synchron-Reluktanzmaschinen (SynRM) als Allrad-Modul in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen untersucht. Die Untersuchungen unterteilen sich in die Grobauslegung der jeweiligen Maschine, die daraus resultierende Geometrieerstellung, die elektromagnetische Finite Elemente Analyse (FEA) und die nachgelagerte Berechnung der maschinenspezifischen Kennfelder. Dieses Vorgehen wird für die drei ausgewählten Maschinentopologien, permanentmagneterregte Synchronmaschine (PMSM), Asynchronmaschine (ASM) und Synchron-Reluktanzmaschine (SynRM), für eine Hochdrehzahl- und eine Hochdrehmomentanwendung durchgeführt.
Der Fokus der Untersuchung liegt auf dem Vergleich der Maschinen hinsichtlich ihrer Eignung als zusätzliche Traktionsmaschine (Allrad-Modul). Dabei ist neben dem gelegentlichen Traktionsbetrieb vor allem der Nulllastbetrieb zu untersuchen, der immer dann auftritt, wenn das Allradmodul nicht zur Traktion beiträgt und mitgeschleppt wird. Hier zeigen die Topologien unterschiedliche Eignung. So führt das Rastmoment der PMSM im Wesentlichen bei reinem Schleppbetrieb der Maschine zu erhöhten Verlusten des Gesamtsystems, während der Topologie bedingte, schlechte Leistungsfaktor der SynRM insbesondere im Feldschwächbereich zum Tragen kommt und eine Überdimensionierung der Leistungselektronik fordert. Ziel ist es, den Wirkungsgrad der Maschinen in den genannten Betriebspunkten zu bestimmen und aus dem Gesamtwirkungsgrad eine Empfehlung über die Eignung der jeweiligen Topologie als Traktionsmaschine für Allradmodule abzuleiten.