Vorausberechnung der elektrischen Potentialverteilung innerhalb von Haarnadelwicklungen unter Impulsbeanspruchung

Autor*in: Jochen Dittmann

ISBN: 978-3-69030-156-5

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2025

Herausgeber*in der Reihe: Bernd Ponick, Axel Mertens

Band-Nr.: IAL 06/2025

Umfang: 142 Seiten, 82 Abbildungen

Schlagworte: Potentialverteilung, Isolierung, Eigenform, Elektrische Maschine, FE-Berechnung, Haarnadelwicklung, Hochfrequenz-Modell

Kurzfassung: Der zunehmende Einsatz von Halbleitertechnologien mit hohen Spannungsgradienten in Antriebssystemen mit Pulswechselrichter führt zu einer hohen elektrischen Beanspruchung der Wicklungsisolierung. Die Kenntnis dieser Belastung kann eine gezielte Dimensionierung des Isoliersystems ermöglichen und somit Kosten sparen und einen vorzeitigen Ausfall des gesamten Antriebssystems verhindern. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die eine Vorausberechnung der transienten elektrischen Potentialverteilung innerhalb einer Haarnadelwicklung bei der Speisung aus einem Pulswechselrichter ermöglicht. Die Basis dieser Methode bildet ein frequenzabhängiges Kettenleitermodell, welches mit Hilfe von 2D-FE-Simulationsmodellen parametrisiert und im Frequenzbereich gelöst wird. Es wird zudem ein Berechnungsablauf vorgestellt, der es ermöglicht, eine Optimierung des Wicklungsplans hinsichtlich der maximal auftretenden Spannungsbelastung innerhalb der Wicklung durchzuführen.