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Analysis and Control of the Acoustic Behavior of Switched Reluctance Drives

Shaker,
Buch
49,80 € Preisreferenz Lieferbar in 2-3 Tagen

Kurzbeschreibung

Geschaltete Reluktanzmaschinen (GRM) sind durch ihren einfachen und robusten Aufbau, ihre Eignung für Hochdrehzahlbetrieb und ihren guten Wirkungsgrad für viele Anwendungen eine interessante Alternative zu konventionellen Antrieben. Ihre Geräuschentwicklung steht jedoch einer weiteren Verbreitung bislang entgegen. Die Hauptthemen dieser Arbeit sind daher die genaue Beschreibung der Geräuschentstehungsmechanismen in GRM und die Herleitung eines auf Übertragungsfunktionen basierenden Simulations-modells, das schnelle und gleichzeitig präzise Berechnungen ermöglicht.
In den meisten GRM sind die radialen elektromagnetischen Kräfte die Hauptquelle für Vibrationen und Geräusche, die sich daher aus den Vielfachen der elektrischen Grundfrequenz zusammensetzen. Für ein schnelles Simulationsmodell kann die Kraft-charakteristik über Strom und Rotorposition nach der Finite Elemente Methode (FEM) vorberechnet und dann als Tabelle eingebunden werden.
Das strukturdynamische Verhalten von GRM wird in dieser Arbeit durch die Übertragungs-funktionen von den radialen Statorzahnkräften zur Schnelle an beliebigen Punkten auf der Oberfläche der Maschine beschrieben. Diese können mit einem neuen Verfahren direkt gemessen oder mit dreidimensionalen FEM-Modellen berechnet werden. Es wird gezeigt, dass das Statorblechpaket zu diesem Zweck transversal isotrop modelliert werden sollte. Methoden zur Bestimmung der Materialparameter werden vorgestellt. Die Übertragungs-funktionen werden ebenfalls als Tabellen in ein schnelles Simulationsmodell eingebunden und verursachen so zur Laufzeit nur einen geringen Berechnungsaufwand. Zur Analyse der Oberflächenschwingungen wird ein Laser-Doppler-Vibrometer verwendet. Aufbauend auf dem validierten FEM-Modell einer GRM werden verschiedene Ansätze für akustisch optimierte Gehäuse untersucht.
Weiterhin wird in dieser Arbeit erstmalig die phasengenaue dreidimensionale Abstrahlricht-charakteristik einer GRM mit einer neu entwickelten Methode vermessen. Es zeigt sich das erwartete Multipol-Verhalten, was die etablierte Theorie bestätigt. Insgesamt sind GRM in der Regel bedingt durch ihre äußeren Abmessungen gute Strahler.
Mit Hilfe des schnellen Simulationsmodells und eines neuen Optimierungsalgorithmus wird die Regelungsstrategie des Frühen Einzelpulses (ESPS) entwickelt und für den gesamten Betriebsbereich einer GRM implementiert. Durch die Erzeugung des Dreh-moments möglichst früh in der elektrischen Periode durch einen einzelnen Strompuls wird ein deutlich runderer Verlauf der radialen Kraft mit einer geringeren Amplitude erreicht. Dies führt vor allem im Teillastbereich bei einer leichten Verschlechterung von Wirkungsgrad und Dreh-moment-welligkeit zu einer deutlichen Reduktion von Vibrationen und Geräuschen (mehr als 10 dB) und zu einer Verbesserung der Geräuschqualität durch Absenkung der hohen Frequenzen.

Details
Schlagworte

Titel: Analysis and Control of the Acoustic Behavior of Switched Reluctance Drives
Autoren/Herausgeber: Knut Kasper
Aus der Reihe: Aachener Beiträge des ISEA
Ausgabe: 1., Aufl.

ISBN/EAN: 9783832298692

Seitenzahl: 214
Format: 21 x 14,8 cm
Produktform: Buch
Gewicht: 321 g
Sprache: Englisch

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