Ermittlung der Wicklungstemperatur einer neunphasigen Synchronmaschine mit COMSOL

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2022 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Technische Universitat Munchen (Professur fur Energiewandlungstechnik), Veranstaltung: Bachelorarbeit, Sprache: Deutsch, Abstract: Die aktuelle Entwicklung bei Flugantrieben zeigt einen ernstzunehmenden Trend hin zu voll-elektrischen Flugzeugen. Daher gilt es, die aktuelle Effizienz von elektrischen Maschinen zu verbessern und damit verbunden, die Thermik innerhalb eines Motors optimal zu erfassen. Die thermische Analyse ist im Vergleich zur elektromagnetischen Optimierung bislang mit geringem Aufwand erforscht worden. Aufgrund dessen wird die Temperatur aktuell haufig mit Hilfe der LPTN-Methode in der Mitte einer Nut erfasst. Diese Vorgehensweise wird in dieser Arbeit auf ihre Genauigkeit nummerisch untersucht. Die thermische Verteilung in einer Maschine, die in Form von parabolischen partiellen Differentialgleichungen beschrieben ist, kann nummerisch oder analytisch (analytisch jedoch nicht immer losbar) berechnet werden. Die Methode der FEM nummerisches Design und die Variante der LPTN, eine analytische Betrachtung, die teilweise nummerisch erganzt werden muss, haben unterschiedliche Vor- und Nachteile bezuglich der Genauigkeit und der Rechenzeit in ihrer Verwendung. Das LPTN weist eine schnellere Rechenzeit auf, ist in der Genauigkeit jedoch beschrankt. Die nummerische Losung (FEM) benotigt eine hohere Rechenzeit und liefert ein genaueres Ergebnis. Die Entwicklung der Vorgehensweise des LPTN stellt das ubergeordnete Ziel, welches nicht Teil dieser Arbeit ist und im Anschluss daran thematisiert werden sollte, dar. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der FEM-Berechnung, die mittles COMSOL simuliert wird und die Vergleichswerte fur das LPTN Verfahren bereitstellt. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden aufeinander aufbauende Simulationen der Grundgeometrie einer einzelnen Nut zur Berechnung der Temperaturverteilung entworfen. Die Simulation wurde basierend auf einerPermanentmagnet-Synchronmaschine erstellt. Die Position der maximalen Temperaturwerte konnte letztlich im unteren Bereich der Nut moglichst nahe der Nutauskleidung ermittelt werden.