etit-Student gewinnt Ernst-Blickle-Studienpreis 2015

23.06.2016

etit-Student gewinnt Ernst-Blickle-Studienpreis 2015

Auslegung und Modellierung einer synchronen Reluktanzmaschine

In seiner Masterarbeit am Institut für Elektrische Energiewandlung beschäftigte sich Sascha Neusüs mit der Erhöhung des Wirkungsgrades von E Maschinen. Seine Arbeit über ein parametrisches Modell von synchronen Reluktanzmaschinen überzeugte die Jury der SEW-EURODRIVE-Stiftung zur Vergabe des mit 2.500 Euro dotierten Studienpreises.

Sascha Neusüs in der Maschinenhalle des Fachgebiets Elektrische Energiewandlung
Sascha Neusüs in der Maschinenhalle des Fachgebiets Elektrische Energiewandlung

Die Erhöhung des Motorwirkungsgrades von elektrischen Maschinen ist eine große aktuelle Herausforderung. Zahlreiche Hersteller haben in jüngster Zeit synchrone Reluktanzmaschinen entwickelt, die auch im unteren Leistungsbereich von wenigen Kilowatt und ohne den Einsatz von Permanentmagneten einen hohen Wirkungsgrad erreichen.

„Eine solche Maschine besteht aus einem Rotor sowie einem diesen umgebenden Stator, in welchem ein rotierendes Drehfeld erzeugt wird“, so Neusüs. Im Innern des Rotors befinden sich magnetisch gut leitfähige, aus Eisen bestehende Abschnitte sowie weniger gut leitende Flussbarrieren „Durch das vom Stator erzeugte magnetische Feld gerät der Rotor in Bewegung, weil die unterschiedlich gut leitenden Materialien im Rotor eine magnetische Vorzugsrichtung mit Polen und Lücken erzeugen.“

In seiner Arbeit untersuchte Sascha Neusüs mehrere Parameter von synchronen Reluktanzmaschinen: Das Materialverhältnis zwischen Eisen und Luft sowie die Anzahl und die Winkel der Flussbarrieren im Rotor. In seiner aufwendigen Analyse berücksichtigte Neusüs auch die hohen Fliehkräfte, welche auf die Materialien im Rotor einwirken sowie die thermischen Veränderungen im Betrieb des Motors.

Sein Ergebnis: Synchrone Reluktanzmaschinen stellen eine interessante Alternative zu Asynchronmaschinen gleicher Polzahl dar. Insbesondere für drehzahlvariable Anwendungen, wie z.B. Motoren in Pumpen eignen sich synchrone Reluktanzmaschinen deutlich besser. Denn sie sind auch im unteren Drehzahlbereich effizient, arbeiten verbrauchsarm und erzielen insgesamt hohe Wirkungsgrade. Einziges Manko: Sie sind relativ schwer – im Vergleich mit hochpoligen Permanentmagnet-Synchronmaschinen bringen sie fast das doppelte Gewicht auf die Waage.

Die SEW-EURODRIVE-Stiftung des gleichnamigen badischen Unternehmens fördert seit 2002 jährlich bis zu 20 Diplomanden aus den Bereichen Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschafts-wissenschaften. Mit 2.500 Euro werden herausragende Master- und Diplomarbeiten prämiert. Das Preisgeld investiert Sascha Neusüs, der nach seinem erfolgreichen Masterabschluss jetzt als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energiewandlung arbeitet, in einen Urlaub.

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