Analytisch-numerische Berechnung des magnetischen Luftspaltleitwerts für den Läufer einer Schenkelpolsynchronmaschine

Zusammenfassung

Zur analytischen Vorausberechnung des vollständigen Feldspektrums von Drehfeldmaschinen ist es wichtig, neben den Wicklungsfeldern, die über den konstanten mittleren magnetischen Leitwert erregt werden, auch die parametrischen Feldanteile, d. h. die über die Schwankungen des Luftspaltleitwerts erregten Feldwellen, bestmöglich zu erfassen. Dies gilt insbesondere für Synchronmaschinen, die durch die Pollücke bzw. die Erregernutung gegenüber Induktionsmaschinen zusätzliche starke und noch dazu niederpolige Leitwertschwankungen aufweisen. In diesem Artikel sollen darum verschiedene Ansätze zur Berechnung des Beitrags von Schenkelpolläufern zum resultierenden Luftspaltleitwert von Schenkelpolsynchronmaschinen vorgestellt und miteinander verglichen werden. Dabei sollen auch die Abhängigkeiten der Leitwertfunktion von unterschiedlichen Parametern aufgezeigt werden.

Abstract

In order to predict the total magnetic field in the air gap of three-phase machines, in addition to the winding fields which are excited by the winding via the mean air gap permeance, the parametric spatial harmonic components of the air gap field which are excited by the fluctuation of the air gap permeance also have to be taken into account. This applies particularly to synchronous machines which have considerably higher fluctuations of the air gap permeance due to the pole gap or the slot openings of the field winding than induction machines. This paper compares different approaches for calculating the contribution of a salient pole rotor to the total air gap permeance of salient pole synchronous machines by using FEM. Furthermore, the dependencies of the air gap permeance on different parameters are displayed.