Einsatz der FEM beim Design von Elektromaschinen im Antriebsstrang

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Einsatz der FEM beim Design von Elektromaschinen im Antriebsstrang

Sonnenburg, R. / Heyden, M. van

Das Interesse an alternativen Antriebskonzepten in der Automobilindustrie wird wesentlich durch die Forderung nach Reduzierung von Schadstoffen getragen. Gleichzeitig führen die stetig steigenden Anforderungen der Nebenaggregate an das Bordnetz zu der Oberlegung, die bisherigen Generatoren durch eine leistungsfähigere Technik zu ersetzen. Als Lösung bietet sich der zwischen Motor und Kupplung platzierte Kurbelwellen-Starter-Generator an, der funktionell die konventionelle Lichtmaschine und den Anlasser ersetzt. Die Entwicklung elektrischer Maschinen sowohl im Bereich der Elektrotraktion, als auch für Starter-Generatoren bzw. Hybridantriebe im Antriebsstrang unterliegt dabei besonders hohen Anforderungen hinsichtlich Leistungsdichte, Wirkungsgrad und kostengünstiger Herstellung. Um hier wettbewerbsfähige Lösungen zu erhalten, ist im Designprozess eine enge Verbindung zwischen Simulationsmethoden und Versuch erforderlich. Dieser Beitrag ist der Entwicklung permanenterregter Synchronmaschinen für Elektrotraktion, Hybridantriebe und Kurbelweflen-Starter-Generatoren gewidmet, wie sie von Sachs gefertigt werden. Diese Maschinen bauen auf Nd-Fe-B Magneten auf und zeichnen sich durch hervorragende Werte bei Leistungsdichte und Wirkungsgrad aus. Im ersten Teil wird kurz der grundsätzliche Aufbau der Maschine und die Funktion des Gesamtsystems beschrieben. Abschließend werden einige Beispiele für die Nutzung von FE Methoden diskutiert, die wesentlich für das Erreichen der gewünschten Leistungsdichte und Effizienz sind.