Cara-Nastasja Behrendt, M. Sc.

Mitarbeiterprofil

• Forschungsthema - Gleichtaktströme in Statorwicklungen
  Worum geht es bei deinem Forschungsthema?

  Der Einsatz von schnell schaltender Leistungselektronik erhöht die hochfrequenten Anteile von Strömen und Spannungen in elektrischen Antriebssystemen. Dadurch verhält sich die Statorwicklung des Motors nicht mehr rein ohmsch-induktiv, sondern weist auch kapazitive Eigenschaften auf. Die in der Abbildung dargestellten Kapazitäten zwischen Statorwicklung und Statorblech bieten, wie durch beschrieben, einen bevorzugten Pfad für den Strom bei hohen Frequenzen. Dies führt dazu, dass ein Teil des Stroms als sogenannter Gleichtaktstrom   über das Statorblechpaket zur Erde fließt, was ein unerwünschter parasitärer Effekt ist. Dies wirft die Frage auf, wie dieser Strom vorhergesagt und minimiert werden kann. Daher konzentriert sich meine Forschung darauf, den Gleichtaktstrom vorauszuberechnen und zu analysieren, wie das Design der Statorwicklung optimiert werden kann, um diesen Strom ohne zusätzliche Komponenten zu minimieren.

  Warum ist das Thema wichtig?

  Ein wichtiger Aspekt dieses Forschungsthemas ist, dass Gleichtaktströme erhebliche Schäden am Antriebssystem verursachen können. Zu den wichtigsten Arten von Schäden zählen elektrische Schäden an den Lagern und am Isolationssystem. Dazu gehören Lagerausfälle, wie in der Abbildung dargestellt, und Isolationsausfälle, die zu einem vollständigen Systemausfall führen können.

  Vorbeugende Maßnahmen zur Vermeidung solcher Schäden sind oft mit zusätzlichen Kosten und Raumbedarf verbunden, wie beispielsweise Filter, die gängig eingesetzt werden.

  Darüber hinaus führen parasitäre Ströme zu zusätzlichen Verlusten.

  Insbesondere in der Automobilindustrie wirken sich sowohl die zusätzlichen Verluste als auch der erhöhte Raumbedarf und zusätzliches Gewicht aufgrund von Gegenmaßnahmen negativ auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen aus, was die Bedeutung dieser Forschung unterstreicht.