MA – Direktgekühlte elektrische Traktionsmaschine

Direktgekühlte elektrische Traktionsmaschine

Elektrische Traktionsmaschinen hoher Leistungsdichte sind Vorrausetzung für den Einsatz im Luftfahrtbereich aber auch relevant für Automotive-Traktionsantriebe. Typischerweise wird die Dauerleistung von elektrischen Motoren bestimmt durch die zulässige Maximaltemperatur von Rotor und Stator (inkl. Wicklung) und damit auch durch die Wärmeabfuhr in diesen Komponenten. Die klassisch eingesetzten Entwärmungskonzepte mit einem umlaufenden Wasserkühlmantel sind hierbei häufig in ihrer Kühlleistung begrenzt durch längere Wärmewege und die limitierten Wärmeleitfähigkeiten von Materialien und Konstruktionselementen wie Kugellagern. Direktkühlungsverfahren, bei denen beispielsweise die Rotoren und Windungen der Maschine mit einer dielektrischen Flüssigkeit an- bzw. umströmt werden, bieten hier das Potential die Leistungsdichte von elektrischen Motoren signifikant zu erhöhen.

Im Rahmen der Masterarbeit soll auf Basis einer existierenden Permanenterregte Synchronmaschine (PSM) mit 175 kW eine direktgekühlte Variante entwickelt werden. Hierzu sollen zunächst in einer Literaturrecherche Direktkühlungskonzepte zusammengefasst werden. Vorausgewählte Ansätze sollen dann simulativ bewertet werden hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften und potentieller Beeinflussung der elektromagnetischen Auslegung der Maschine. Das erfolgversprechendste Konzept soll identifiziert werden, darauf aufbauend ist eine fertige 3D-Konstruktion (inkl. Dichtkonzept) zu erstellen.

Bearbeiterin: Anthea Bengl

Betreuer: Dr. Maximilian Hofmann (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761385; Email: Maximilian.Hofmann@iisb.fraunhofer.de;
Xinjun Liu (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761581; Email: Xinjun.Liu@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März