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E-Machines

A comparison of diverse hybrid or electric vehicles shows that the permanent exciteded synchronous machine (abb. PSM) is a widely spread traction machine. Especially, the very high power density with a high overall efficiency as well as a good controllability are the main advantages.

 

Wie der Name dieses Maschinentyps verrät, wird die Synchronmaschine mit einer synchronen Drehzahl von Rotor und Statorfrequenz betrieben. Die elektrische Statorfrequenz ist in Abhängigkeit der Polpaarzahl gleich (für den Fall: Polpaarzahl=1) , bzw. um die Polpaarzahl höher (für den Fall: Polpaarzahl>1) als die mechanischer Rotorfrequenz.

Anhand des  geometrischen Aufbaus der Permanetmagnet Synchronmaschine können mehrere Bauformen wiefolgt unterschieden werden:

  • Innenläufer Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten. Details mit Skizze
  • Innenläufer Synchronmaschine mit vergrabenen Magneten. Details mit Skizze
  • Aussenläufer Synchronmaschine mit Oberflächenmagneten. Details mit Skizze
  • Aussenläufer Synchronmaschine mit vergrabenen Magneten

Depending on production volumes the copper windings of the stator are available in single-tooth as well as in distributed windings

Hochdrehende permanenterregte Synchronmaschine von BOSCHSource: BOSCH  


Als feldbildende Komponente werden Permanentmagnete eingesetzt, die am Rotor angebracht werden. Je nach Bauart des Rotors kann man zwischen Oberflächenmagneten und vergrabenen Magneten unterscheiden. Vor allem Seltenerd Materialien wie Neodym-Eisen-Bor (englisch Neodym-Ferrit-Bor kurz NeFeB) oder Samarium-Kobalt (kurz SmCo) eigenen sich aufgrund hoher Remanenz und Koerzitivfeldstärke Werte ausgezeichnet für einen  kompakten Rotor. Entsprechend dem Einsatzort kann der Rotor als Innenläufer oder als Aussenläufer aufgebaut werden, d.h. der rotierende Teil der Maschine läuft entweder innerhalb des gehäusefesten Stators oder ausserhalb.

E-Maschine Source: Volkswagen 

 

Der typische Arbeitsbereich mit einem schematischen Wirkungsgradkennfeld der permanenterregten Synchronmaschine kann ist auf folgender Seite dargestellt: Wirkungsgradkennfeld der Synchronmaschine.

 

Alternatively, this type of e-machine is also called permanent magnet synchronous machine.

 

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