MA – Optimierungsmöglichkeiten für elektrische Antriebsmotoren in der Luftfahrt

Die Umstellung auf nachhaltige Luftverkehrsmittel stellt die Luftfahrtindustrie vor völlig neue Herausforderungen. Im Gegensatz zu heutigen Motoren können elektrische Maschinen sowohl zur Schuberzeugung über Pro­peller als auch zur Stromerzeugung, z.B. mittels Rekuperation, genutzt werden. Allerdings stellt die Luftfahrt extrem hohe Anforderungen an das Leistungsgewicht elektrischer Maschinen.

Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen verschiedene Möglichkeiten und Ansätze, die elektrische Antriebsmaschine zu optimieren, recherchiert, erarbeitet und bewertet werden. Die Anwendung von Hallbach-Arrays oder der Einsatz unterschiedlichster Kühlverfahren für die Statorwicklung und den Rotor sind ebenso zu betrachten, wie Optimierungspotentiale durch die Auswahl der besten verfügbaren Materialien (z.B. Supra­leiter). Dafür soll eine umfangreiche Literaturrecherche durchgeführt werden. Der Vergleich von Hoch- und Normaldrehzahlmotoren soll zusammen mit einem internationalen Projektpartner durchgeführt werden. Darauf aufbauend sind unter Zuhilfenahme eigener theoretischer Betrachtungen die Grenzen der möglichen Leistungsdichte bzw. des realisierbaren Leistungsgewichts für permanent erregte Synchronmaschinen (PMSM) abzuschätzen.

Ein bestehendes elektromagnetisches Motordesign unter Verwendung von Magnetfluss- und thermischer Simulation kann dazu verwendet werden, die Wechselwirkungen zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsumrichter, beispielsweise aufgrund der Motorstromwelligkeit, abzuschätzen.

Bearbeiter: Wei Chen

Betreuer:  Markus Meindl, Liu Xinjun

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März