Design, Aufbau und Vermessung eines Magnetgetriebes

Abstract

Die Diplomarbeit behandelt das Design, den Aufbau und die Vermessung eines Magnetgetriebes. Neben den Grundlagen dieser Getriebetechnologie werden diverse Simulationen vorgenommen um ein mathematisches Modell dieser Technologie zu erstellen. Es werden verschiedene koaxiale Getriebemodelle simuliert und bzgl. ihrer Parameter optimiert. Es erfolgt eine Analyse des Modulationsprozesses, der die zentrale Rolle dieser Getriebetechnologiedarstellt. Zugleich wird die Optimalposition der Hauptkomponenten im Hinblickauf das maximal zu übertragbare Drehmoment dargelegt. Weiters werden der Einfluss des Übersetzungsverhältnisses auf das Drehmoment und den Drehmomentenrippel untersucht. Ein wesentlicher Teil der Diplomarbeit bildet die Analyse der Untersuchung des Einflusses der unterschiedlichen Parameter des Getriebes, wobei hier zwischen einem simulierten Getriebe und einem praktisch umsetzbaren Getriebemodell unterschieden wird. Die Simulationsergebnisse dienen als Grundlage für die funktionale Prototypenfertigung des Getriebes. Die Diplomarbeit zeigt auf, wie die einzeln gefertigten Getriebekomponenten zum vollständigen Magnetgetriebe zusammengesetzt werden. Die Ruheposition sowie der Drehmomentenverlauf des praktisch realisierte Getriebemodels werden ermittelt. Hierbei erfolgt eine Gegenüberstellung der Messergebnisse mit den Simulationsergebnissen. Ein wesentlicher Teil der Arbeit stellt der Aufbau des gesamten Vermessungsprüfstandes sowie die anschließende messtechnische Ermittlung der Drehzahlübersetzung sowie der Drehmomentenübersetzung dar. Im letzten Kapitel erfolgt die Analyse des Wirkungsgrades, wobei auch hier die Mess- und Simulationsergebnisse gegenübergestellt werden.

The thesis deals with the design, the construction and the measurement of a magnetic coaxial gear. In addition to the basics of this gear technology, various simulations are carried out in order to create a mathematical model of this technology. Various coaxial gear models are simulated and optimized with regard to their parameters. The modulation process, which represents the central role of this gear technology, is analyzed. In addition to determining the optimal position of the gear, the influence of the gear ratio on the torque and the torque ripple is investigated. A significant part of the thesis consists of analyzing the investigation of the influence of various gearbox parameters, distinguishing between a simulated gearbox and a practically implementable gearbox model. The simulation results serve as the basis for the functional prototype production of the gear. The thesis shows how the individually manufactured gear components are put togetherto form the complete magnetic gear. The resting position and the torque curve ofthe practically implemented gear model are determined. A comparison is made with the simulation results. A significant part of the work is the construction of the entire measurement test bench and the subsequent measurement-based determination of the speed ratio and the torque ratio. The last chapter analyzes the efficiency, comparing the measurement and simulation results.