Wolfschluckner, A. (2013). Analytische Berechnung der Wirbelstromverluste in den Magneten einer PSM [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/160065
Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die Wirbelstromverluste in den Permanentmagneten von Permanentmagnet erregnten Synchronmaschinen analytisch zu berechnen. Die Berechnung soll zunächst unter Vernachlässigung der Krümmung, d.h. als Linearmotor, in Kartesischen Koordinaten durchgeführt werden. Danach wird die Krümmung berücksichtigt und die Berechnung in Kreiszylinderkoordinaten durchgeführt. Somit lässt sich im Vergleich dieser beiden Berechnungsmethoden der Einfluss der Krümmung in Abhängigkeit verschiedener Parameter erkennen. Es wird dabei von einer vereinfachten Geometrie ausgegangen, die aus vier verschiedenen Gebieten (Stator, Luftspalt, Magnete und Rotor) besteht. Der Stator wird beschrieben durch eine unendliche Permeabilität und eine verschwindende Leitfähigkeit. Die Permanentmagnete haben sowohl eine endliche Permabilität als auch eine endliche Leitfähigkeit. Beim Rotor wird genau so wie beim Stator die Leitfähigkeit vernachlässigt, die Permeabilität ist jedoch endlich. Die Rechnung wird dabei aufgeteilt in zwei Teile. Zuerst wird ohne Berücksichtigung der Nutung ein Flächenstrom in die Anordnung eingeprägt. Dieser wird charakterisiert durch die Amplitude, die Frequenz der Anspeisung und die Ordnung der Oberwelle. Ausgehend von diesem Flächenstrom wurden die in den Permanentmagneten durch Wirbelströme erzeugten Verluste berechnet. Im zweiten Teil der Berechnung wird der fiktive Flächenstrom ermittelt, der für die Verlustleistungsberechnung erforderlich ist. Dabei wird die Wicklung über den Wicklungsfaktor und die Nutung in die Gesamtberechnung miteinbezogen. Spezielles Augenmerk wird auch auf die magnetische Flussdichte im Luftspalt gelegt, um diese mit vorhandenen Messergebnissen vergleichen zu können bzw. diese Messergebnisse für eine Verlustberechnung verwenden zu können.
The aim of this thesis is the analytical calculation of eddy-current losses in permanent magnet machines. First, the calculation is carried out without curvature in cartesian coordinates, like a linear machine. Afterwards, these losses will be calculated considering the curvature. This calculation will be done in cylindrical coordinates. Therefore it is possible to compare these two different kinds of calculation in dependance of some geometric parameters. The calculation models use simplified geometry, consisting of four different areas (stator, air gap, magnets and rotor). The stator is described by an infinite permeability and an insignificant conductivity. The permanent magnets have both, a finite conductivity and an infinite permeability. The conductivity of the rotor is also negligible, but in comparison to the stator the permeability is not infinite. The calculation is splited in two parts. The fist part calculates the eddy-current losses without considering stator slots. Therefore, a surface current density will be used as the excitation of the magnetic field in the geometry. This surface current density is specified by an amplitude, a frequency and an order of the harmonic wave. Starting with this surface current density, the eddy-current losses within the permanent magnets will be calculated. In the second step, the surface current sheet is calculated considering the details of the stator windings and the stator slots. Additionally, the magnetic flux density within the air-gap is analyzed in detail with the intend of comparision with measurement results.
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache
