Auslegung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen hinsichtlich Fertigbarkeit und Oberschwingungen

In der vorliegenden Arbeit wird ein Berechnungsverfahren vorgestellt, mit Hilfe dessen die lastabhängige Drehmomentwelligkeit bei permanentmagneterregten Synchronmaschinen in Zahnspulenwickeltechnik reduziert werden kann. Das Verfahren basiert dabei auf einer Optimierung der Wicklung des Motors über eine Variation der Spulenwindungszahlen. Darüber hinaus folgt eine Zusammenfassung von gängigen Methoden, die Drehmomentwelligkeit bei Permanentmagnetmotoren zu reduzieren. Weiterhin wird dargelegt, wie die lastabhängige Drehmomentwelligkeit auf einem einfachen Weg analytisch berechnet werden kann. Für die Realisierung des Berechnungsverfahrens werden mehrere Ansätze, von analytischer Berechnung über einen numerischen Ansatz bis hin zur Kombination beider Varianten, vorgestellt und der gewählte Ansatz mittels eines Berechnungstool realisiert. Das Berechnungsverfahren wird auf verschiedene Nut-Polzahlkombinationen angewendet und somit dessen Wirksamkeit in Bezug auf die Reduzierung der Drehmomentwelligkeit untersucht. Weiterhin wird beschrieben, wie das Verfahren in der Praxis, bei der Reduzierung der Magnetkosten angewendet werden kann. Daran anschließend werden experimentelle Untersuchungen anhand von Versuchsmotoren durchgeführt und mit Hilfe von Schwingungsmessungen die Reduzierung der Drehmomentwelligkeit verifiziert.