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Entwicklung eines integrierten Generators für Scheibenläuferturbinen

Fomen, Donald Ivan (2015):
Entwicklung eines integrierten Generators für Scheibenläuferturbinen.
TU Darmstadt, Institut EMK / FG M+EMS, [Master Thesis]

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer elektrischen Maschine. Speziel handelt es sich um eine bürstenlose Gleichstrommaschine, allgemein "BLDC Motor oder EC Motor" genannt. Die Abkürzungen BLDC- und EC-Motor bedeuten jeweils Brushless Direct Current Motor und Electronically Commutated Motor. Die Maschine wird hauptsächlich für die Energiegewinnung in einer Turbinenbaugruppe für die mobile Anwendung eingesetzt. Prinzipbedingt arbeitet die elektrische Maschine alternierend als Motor oder Generator mit konstanter Drehzahl. Die Energiegewinnung geschieht über den Wechsel der Richtung des Drehmoments an der Welle. Unter den gegebenen Randbedingungen wird in dieser Arbeit versucht möglichst die Parameter "Effizienz" und "Leistungsdichte" zu maximieren, zwei verständliche Ziele beim Energy-Harvesting in beschränkten Abmessungen/Räumen. Am Anfang der Entwicklung werden die wichtigsten Kriterien für BLDC definiert und eine Anforderungsliste erstellt. Ein BLDC besteht aus mehreren Komponenten. Eine geeignete Auswahl der Komponente zur Erfüllung der Anforderungen wird ausgeführt und ein Konzept wird ausgearbeitet. Der nächste Schritt ist die Dimensionierung und der Entwurf der Komponente. Die Grunglage dabei ist die Dimensionierungsgleichung elektrischer Maschinen. Der Generator soll eine gute Effizienz haben. Die Erstentwurfswerte werden eingeschätzt bzw. berechnet. Der Ansatz hier ist die Minimierung der Gesamtverluste. Es bestehen sowohl lineare wie auch nichtlineare Abhängigkeiten zwischen bestimmten Parametern und einzelnen Verlusten. Die Ergebnisse des Erstentwurfs werden analysiert und sollen anschließend iterativ verbessert werden. Die Gehäusetemperatur und die Drehzahltoleranz sollen bei den Iterationen mitberücksichtigt werden. Als Ergebnisse der Arbeit werden geometrische, magnetische und elektrische Werte für einen Generatoraufbau bereitgestellt.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2015
Creators: Fomen, Donald Ivan
Title: Entwicklung eines integrierten Generators für Scheibenläuferturbinen
Language: German
Abstract:

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer elektrischen Maschine. Speziel handelt es sich um eine bürstenlose Gleichstrommaschine, allgemein "BLDC Motor oder EC Motor" genannt. Die Abkürzungen BLDC- und EC-Motor bedeuten jeweils Brushless Direct Current Motor und Electronically Commutated Motor. Die Maschine wird hauptsächlich für die Energiegewinnung in einer Turbinenbaugruppe für die mobile Anwendung eingesetzt. Prinzipbedingt arbeitet die elektrische Maschine alternierend als Motor oder Generator mit konstanter Drehzahl. Die Energiegewinnung geschieht über den Wechsel der Richtung des Drehmoments an der Welle. Unter den gegebenen Randbedingungen wird in dieser Arbeit versucht möglichst die Parameter "Effizienz" und "Leistungsdichte" zu maximieren, zwei verständliche Ziele beim Energy-Harvesting in beschränkten Abmessungen/Räumen. Am Anfang der Entwicklung werden die wichtigsten Kriterien für BLDC definiert und eine Anforderungsliste erstellt. Ein BLDC besteht aus mehreren Komponenten. Eine geeignete Auswahl der Komponente zur Erfüllung der Anforderungen wird ausgeführt und ein Konzept wird ausgearbeitet. Der nächste Schritt ist die Dimensionierung und der Entwurf der Komponente. Die Grunglage dabei ist die Dimensionierungsgleichung elektrischer Maschinen. Der Generator soll eine gute Effizienz haben. Die Erstentwurfswerte werden eingeschätzt bzw. berechnet. Der Ansatz hier ist die Minimierung der Gesamtverluste. Es bestehen sowohl lineare wie auch nichtlineare Abhängigkeiten zwischen bestimmten Parametern und einzelnen Verlusten. Die Ergebnisse des Erstentwurfs werden analysiert und sollen anschließend iterativ verbessert werden. Die Gehäusetemperatur und die Drehzahltoleranz sollen bei den Iterationen mitberücksichtigt werden. Als Ergebnisse der Arbeit werden geometrische, magnetische und elektrische Werte für einen Generatoraufbau bereitgestellt.

Uncontrolled Keywords: Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen Wirkungsgrad Kleingenerator Gleichstrommotor bürstenlos BLDC Wirkungsgrad Kleinmotor Wirkungsgrad Optimierung Energiebilanz Druckluftturbine
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 22 Jun 2015 08:33
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv Institut EMK. Anfrage über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKM 1879

Art der Arbeit: Masterarbeit

Beginn Datum: 13-10-2014

Ende Datum: 21-04-2015

Identification Number: 17/24 EMKM1879
Referees: Schlaak, Prof. Helmut F.
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