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Title
Vergleich von Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit NdFeB- und Ferrit-Magneten / Bernhard Weiß
AuthorWeiß, Bernhard
CensorSchrödl, Manfred ; Demmelmayr, Florian
Published2012
DescriptionVII,75, IV Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2012
Annotation
Zsfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Permanentmagnet-Synchronmaschine / hartmagnetischer Ferrit / NdFeB / irreversible Abmagnetisierung / Außenläufer / Dauermagnetkreise / FEM-Simulation
Keywords (EN)permanent magnet synchronous machine / magnetically hard ferrite / NdFeB / irreversible demagnetization / outer rotor / permanent magnet circuits / FEM-simulation
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-60331 Persistent Identifier (URN)
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Vergleich von Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit NdFeB- und Ferrit-Magneten [7.41 mb]
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Abstract (German)

Der Hauptteil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Konstruktion und Fertigung eines Rotors für eine bestehende Permanentmagnet-Synchronmaschine (PSM).

Der neue Rotor mit Ferrit-Magneterregung stellt eine Alternative für den bestehenden Rotor mit NdFeB-Magneten dar. Des weiteren wird der Aufbau eines Prüfstands zur Vermessung der Maschine beschrieben. Als mögliche Einsatzgebiete der entwickelten Maschine im Generatorbereich sind Kleinwasser- und Windkraftwerke zu nennen.

Als Voraussetzung für die Konstruktion gibt diese Arbeit zu Beginn einen Überblick über die theoretischen Grundlagen. Es werden Dauermagnete im Allgemeinen und Ferrit-Magnete im Speziellen behandelt. Die analytische Berechnung konzentriert sich hauptsächlich auf die Auslegung von Dauermagnetkreisen unter Berücksichtigung des irreversiblen Abmagnetisierungsverhaltens von hartmagnetischem Ferrit. Die eigentliche Berechnung der Maschine erfolgt rechnergestützt durch nummerische Simulation unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM). Durch die Messungen werden die Ergebnisse der Simulation auf Genauigkeit überprüft.

Weitere Schwerpunkte sind die Handhabung der Ferritmagnete und der Vergleich der beiden Rotorvarianten hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Aspekte.

Abstract (English)

The main part of this thesis deals with the design and construction of a rotor for an existing permanent magnet synchronous machine (PMSM). The new rotor acts as alternative for the existing rotor with NdFeB-magnets.

Furthermore, the construction of a test bench for the machine is described. It is possible to use the machine as a generator in small hydro- and windpowerplants.

This thesis starts with an overview of the basics for the machine design. It explains permanent magnets in general and magnetically hard ferrite in particular. The analytic calculations mainly focus on permanent magnet circuits under consideration of irreversible demagnetization of magnetically hard ferrite. A simulation software based on the finite-elements-method (FEM) is used for the numerical calculation of the whole machine. These simulation results are compared to the measurements done at the test bench.

Additionally, this study explains the handling of the ferrite-magnets and compares the two rotor types regarding technical and economical aspects.