Motor design for maximum material exploitation and magnetization procedure with in-line quality check for mass production

Um die Menge an Selten Erden in hoch-effizienten permanent erregten Elektromotoren zu reduzieren, muss der magnetische Streufluss verringert werden. Eine Temperaturreduktion im Motor verringert zudem die nötige Menge an so genannten schweren Selten Erden, welche einen Großteil der Kosten der Magnetmaterialien ausmachen. In dieser Arbeit wird dazu ein permanent erregter Nassläufer für eine automotive Anwendung ausgelegt. Es konnte gezeigt werden, dass durch einfache Maßnahmen im Bereich der elektrischen Isolation die maximale Temperatur im Stator reduziert werden konnte. Umfangreiche Messungen an verschiedenen Kombinationen von elektrischen Isolationen des Stators und die Entwicklung eines neuen thermischen Models für orthozyklisch gewickelte Statoren wurden getätigt. Durch Einsatz von Spaltrohren aus Faserverbundwerkstoffen konnten die Wirbelstromverluste beseitigt werden und der Streufluss minimiert werden. In einem zweiten Schritt wurde eine Magnetisiervorrichtung aufgebaut, mit der die zu Anfang unmagnetisierten eingebetteten Magneten im Rotor aufmagnetisiert werden konnten. Der Rotor wurde zudem zusammen mit der Magnetisierungsspule so ausgelegt, dass die Magnete optimal magnetisiert werden können. Um die Qualität der Magnete zu testen wurde die Magnetisierspule zudem so ausgelegt, dass eine Messung der Hysteresekurve jedes einzelnen Magneten während der Magnetisierung möglich ist. Verschiedene Magnete wurden vermessen und Möglichkeiten zur Bestimmung von parasitären Effekten gegeben.