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Axialflussmaschine

für Bauraumoptimierte Anwendungen

Elektrische Maschinen in gewöhnlicher radialer Bauform sind weitestgehend erforscht und bekannt. Aufgrund immer steigender Anforderungen an Drehmoment- und Leistungsdichten bzw. weiterer Beschränkungen des Bauraums, müssen neue Wege in der Konstruktion elektrischer Maschinen gegangen werden. Hier bietet sich der Übergang zur Axialflussmaschine an. Sie findet bereits heute eine breite Anwendung in der Unterhaltungselektronik, im Automobilsektor oder in der Automatisierungstechnik.

Vorteile der Axialflussmaschine liegen in ihrer verkürzten axialen Länge und ihrer Effizienz. Bei gleichem Außendurchmesser wird eine höhere Drehmoment- bzw. Leistungsdichte erreicht. Diese Verbesserung im Vergleich zu Maschinen konventioneller Bauform ist auf eine größere Luftspaltfläche bei demselben Bauvolumen  zurückzuführen. Dank eines geringeren Eisenvolumens des aktiven Teils ergibt sich zudem ein höherer Wirkungsgrad über einen größeren Drehzahlbereich. Diese Vorteile machen die Axialflussmaschine vor allem im Bereich der Fahrzeugtraktion besonders attraktiv.

Forschungsgebiete der Axialflussmaschine liegen z.B. im Bereich der Konstruktion des Stators. Die Herausforderung hierbei ist einen fertigungstechnisch einfachen Aufbau des scheibenförmigen Stators mit besonderen mechanischen Festigkeiten zu entwickeln. Die sogenannten Pulververbundwerkstoffe (SMC) zeigen auch hier neue Wege im Bereich des Statorbaus auf.

Am Institut für Elektrische Energiewandlung der Universität Stuttgart wird an der anwendungsorientierten Auslegung und Optimierung von permanentmagnetisch erregten Axialflussmaschinen geforscht. Mit Hilfe der dreidimensionalen FEM-Simulation und der numerischen Optimierung werden neuartige Fertigungskonzepte der Axialflussmaschine entwickelt.

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Institut für Elektrische Energiewandlung