Untersuchungen zu lagerlosen Segmentmotoren

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Der lagerlose Elektroantrieb ist seit etwa 1990 Thema vieler wissenschaftlicher Forschungsarbeiten. Besondere Beachtung erfahren hierbei hoch integrierte flache Ausführungen der magnetgelagerten permanentmagneterregten Synchronmaschine, da diese besonders einfache konstruktive Bauformen ermöglicht. Bei im Vergleich zur Rotorlänge großen Rotordurchmessern lassen sich über Reluktanzkräfte permanentmagnetischer Kreise drei Freiheitsgrade passiv und damit sehr kostengünstig stabilisieren. Lediglich die beiden Radialkomponenten sowie das Drehmoment bedürfen einer aktiven elektrischen Regelung bzw. Steuerung. Die vorliegende Arbeit liefert wichtige wissenschaftliche Beiträge zur mathematischen Beschreibung solcher lagerlosen Antriebe. Besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf das dynamische Betriebsverhalten sowie auf dessen Beeinflussung durch konstruktive bzw. elektrische Maßnahmen. Mit dem Segmentmotor wird gleichzeitig eine neuartige Motorausführung vorgestellt, die insbesondere die Bedürfnisse von Applikationen mit großen Rotordurchmessern berücksichtigt. Die Bausteine hierzu sind einfache Segmentkomponenten, die sich sowohl in Anzahl als auch in der Gestaltung anwendungsspezifisch variieren lassen. Die Arbeit hat mit ihrer Veröffentlichung in der Fachwelt großes Interesse geweckt und wurde mit dem OGE-Preis 2010 des OVE und dem internationalen Mechatronikpreis (MEC) 2010 ausgezeichnet. Prof. Wolfgang Amrhein