Permanentmagneterregte lagerlose Maschinen mit symmetrischen Zahnspulenwicklungen bei Berücksichtigung einer Spaltrohrkapselung (PDF)

Das Funktionsprinzip der lagerlosen Maschinen ist seit den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts Gegenstand der Forschung und lässt sich mit verschiedenen Maschinentypen, wie etwa Asynchron-, Synchron- oder Reluktanzmaschinen, realisieren. Die Kombinationsmöglichkeiten von Antriebs- und Lagerwicklung unterliegen dabei bestimmten Gesetzmäßigkeiten, die im Bereich der symmetrischen Strangwicklungen nur im Falle der verteilten Ganzlochwicklungen hinreichend genau bekannt sind. Für eine Lösung mit Zahnspulenwicklungen (Einzelzahnwicklungen) hingegen existieren in diesem Zusammenhang nur wenig allgemeingültige Aussagen. Bei bestimmten Anwendungen aus dem Bereich der Pumpentechnologie wird zudem eine Kapselung bestimmter Maschinenkomponenten verlangt. Bezogen auf das zu pumpende Fluid hat diese eine gewisse Schutzfunktion, die eine Kontamination des Fluids verhindern soll. In den meisten Fällen kommen dünnwandige Hohlzylinder (Spaltrohre) aus Edelstahl zum Einsatz, die aufgrund ihrer relativ guten elektrischen Leitfähigkeit eine zum Teil erhebliche Wirbelstrom-Verlustleistung im aktiven Maschinenteil nach sich ziehen. Diese Arbeit greift die Themen: lagerlose Maschinen, symmetrische Zahnspulenwicklungen und Wirbelstrom-Spaltrohrverluste im Rahmen einer Vorstudie aus dem Bereich der aseptischen Pumpen mit permanentmagneterregtem Maschinenrotor auf. Die besonderen Randbedingungen dieses Konzeptes erlauben eine Betrachtung all dieser Themen in einer einzigen Anwendung.