Der Einfluss von Qualitätsabweichungen bei Permanentmagneten auf die Effizienz von Elektromotoren

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2015 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,3, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik), Sprache: Deutsch, Abstract: Elektromotoren sind heute für eine Vielzahl von Anwendungen unersetzlich und haben bereits seit geraumer Zeit neben dem klassischen Verbrennungsmotor einen festen Platz in der praxistauglichen breiten Anwendung gefunden. Besonders in der Automobilindustrie fand, nicht nur begründet durch den großen technologischen Fortschritt der letzten Jahrzehnte, sondern auch aufgrund der steigenden Bereitschaft zum Umwelt-schutz, ein Wandel in den Köpfen vieler Menschen statt, welcher einen Umschwung weg vom klassischen Verbrennungsmotor hin zur ressourcenschonenden, emissionsfreien motorisierten Fortbewegung vorantrieb.Moderne Fahrzeuge können bis zu 150 Elektromotoren enthalten. Zum Einsatz kommen diese relativ kleinen Motoren dann z.B. im Antrieb, der Lichtmaschine, der Spiegelverstellung oder auch als Schiebedachantrieb. Oft werden bei diesen kleinen Abmessungen permanenterregte Synchronmaschinen (PMSM) verwendet, welche eine besondere Bauart der Synchronmaschine darstellen. Da das Erregerfeld bei PMSMs nicht durch eine Erregerwicklung, sondern aus den Permanentmagneten resultiert, ist für diese die Einspeisung einer flussbildenden Stromkomponente nicht notwendig, folglich sinkt der Energieverbrauch. Diese Permanentmagneterregung hat zudem auch starke Einflüsse auf die Effizienz des Motors.Ziel der Arbeit ist die Simulation einer permanenterregten Synchronmaschine mit abweichender Magnetqualität. Hierzu wurde ein Prüfstand am Lehrstuhl entwickelt, mit diesem die Magnetisierungswinkelabwichung von Permanentmagneten erfasst wurde. Auf Basis dieser Ergebnisse soll der Einfluss des Magnetisierungsfehlers bei unterschiedlichen Permanentmagneten auf Verlusteffekte wie Rastmomente und die energetische Effizienz von Elektromotoren untersucht werden. Abschließend sollen Konzepte für eine selektive Magnetmontage ausgearbeitet und durch Simulationen verifiziert werden, um Magnettoleranzen gegebenenfalls zu kompensieren.Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte: Qualitätsmerkmale von Permanentmagneten, Aufbau einer PMSM, Aufbau eines Simulationsmodells, Parameterstudie hinsichtlcih Permanenttoleranzen, Korrelation der Qualitätsabweichungen mit Rastmomenten und Effizienz sowie die Ausarbeitung von Kompensationsstrategien.