Analytisches Verfahren zur Berechnung einer dreisträngigen geblechten Transversalflussmaschine für Traktionsantriebe

In der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick der fertigungstechnischen Möglichkeiten von Transversalflussmaschinen gegeben und ein neuartiges, fertigungstechnisches Blechungskonzept zur Realisierung des dreidimensionalen magnetischen Flusses in einer Transversalflussmaschine vorgestellt. Das Blechungskonzept besteht aus einzelnen Blechpaketen, die toleranzunabhängig gegeneinander verklemmt werden. Die Blechpakete dienen der magnetischen Flussführung sowie als mechanische Trägerkonstruktion. Dieses Konzept wird auf eine dreisträngige permanentmagnetisch erregte Transversalflussmaschine als Außenläufer in Sammleranordnung angewendet. Die Dimensionierung orientiert sich an den elektromagnetischen und mechanischen Anforderungen eines elektrisch angetriebenen Stadtfahrzeugs mit zwei Direktantrieben. Darüber hinaus wird im Rahmen dieser Arbeit eine schnelle analytische Berechnungsmethode für die permanentmagnetisch erregte Transversalflussmaschine vorgestellt, die den Entwicklungsaufwand im Vergleich zu einer Auslegung ausschließlich mit einer Finite-Elemente-Methode-Simulation erheblich reduziert. Für die Berechnung werden nichtlineare Verhältnisse im weichmagnetischen Material berücksichtigt. Der Luftspalt wird durch dreidimensionale Flussröhren modelliert. Die wirkenden Kräfte und das daraus resultierende Drehmoment werden mit dem Energieerhaltungssatz berechnet. Die Ergebnisse der analytischen Berechnungsmethode und das Blechungskonzept werden anhand von Messergebnissen an einem Prototypen verifiziert.