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Grundlagen elektrischer Antriebssysteme und deren Traktionsmaschinen

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​Elektrische Traktionsmaschinen und deren Integration in elektrisch angetriebenen Straßen- und Schienenfahrzeugen sind für die zukünftige Entwicklung der E-Mobilität ein wesentlicher Baustein für deren Erfolg. Es sind derzeit verschiedene Antriebskonzepte und elektrische Maschinentopologien im Einsatz. Die Kenntnisse über den grundsätzlichen Aufbau, die Wirkungsweise, die Vor- und Nachteile sind wesentlich für die richtigen Entscheidungen für zukünftige Fahrzeuge. Verschiedene Problemfelder wie störende Geräuschentwicklungen und Schwingungen aber auch zusätzliche Verluste und kapazitive Lagerströme treten bei den hochausgenutzen Traktionsmaschinen mit Wechselrichterspeisung auf. Genaue auf diese Themen wird explizit eingegangen, sodass Sie neben einer grundsätzlichen Übersicht der E- Mobilität auf der Straße bzw. Schiene auch die einzelnen Traktionsmaschinen sowie deren Problemfelder kennen lernen.

ZIELGRUPPE

Elektrotechniker aber auch vor allem Maschinenbauer, Mechatroniker, Physiker und Ingenieure aus anderen Fachrichtungen, die sich in dem Bereich der elektrischen Antriebstechnik vertiefen wollen, können dieses dreitägige Seminar nutzen um ihr Wissen auf den neuesten Stand zu bringen. Verstehen Sie die grundlegenden Unterschiede von Traktionsmaschinen und deren effizienten Einsatz in elektrisch angetriebenen Straßen- und Schienenfahrzeugen. Vermeiden Sie in Ihrer Berufslaufbahn Problemfelder bei wechselrichtergesteuerten Traktionsantrieben, indem Sie sich über diese im Vorfeld in diesem Seminar informieren.

IHR NUTZEN

​Sie möchten die Grundlagen von elektrischen Antriebssystemen in Straßen- und Schienenfahrzeugen kennen lernen und auch die Vor- und Nachteile dieser Form der E- Mobilität. Sie wollen ferner die unterschiedlichen elektrischen Maschinen in Ihrem grundsätzlichen Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten verstehen. Sie erstellen gemeinsam eine Grobauslegung einer Traktionsmaschine mit den Hauptabmessungen und der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie. Sie erkennen die parasitären Effekte von wechselrichtergesteuerten Traktionsmaschinen und können diese Problemfelder in Zukunft vermeiden.

IHRE REFERENTEN

Univ.- Prof. Dr.phil. Dr.techn. habil. Harald Neudorfer
Prof. Neudorfer war von 1982 bis 2001 im Bereich Antriebstechnik von Schienenfahrzeugen in der Konstruktion und Berechnung tätig. In dieser Zeit studierte und promovierte er an der TU Wien Elektrotechnik und danach an der Universität Klagenfurt Ingenieurpädagogik. Von 2001 bis 2006 war er als Leiter der Abteilung E-Drive Powertrain bei der Daimler AG in Stuttgart tätig. Nebenbei wurde er an der TU-Darmstadt für das Gebiet Elektrische Maschinen und Antriebe mit dem Thema „Weiterentwicklung von elektrischen Antriebssystemen für Elektro – und Hybridstraßenfahrzeuge“ habilitiert. Derzeit ist er als technischer Leiter und Prokurist der Firma Traktionssysteme Austria GmbH (TSA) in Wiener Neudorf (Österreich) tätig. Ferner ist er seit 2000 allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger und Ingenieurkonsulent für Elektrotechnik. Seit über 15 Jahren lehrt Univ.- Prof. Dr. Dr. habil. Harald Neudorfer an der TU Wien und der TU Darmstadt auf dem Gebiet der elektrischen Antriebstechnik für Schienen- und Straßenfahrzeuge. Straßenfahrzeuge.

Agenda

Tag 1

Elektrische Antriebsmaschinen und Konzepte im Überblick

M1: Grundlagen der Elektromobilität

  • ​Elektroantrieb versus VKM-Antrieb im Straßenverkehr
  • Grenzen, Probleme, Nutzen, Vor- und Nachteile von E-Fahrzeugen
  • Vergleich eines VKM- und E-Fahrzeug mit gleicher Reichweite
  • Grundsätzlicher Aufbau von E-Fahrzeuge

M2: Personenkraftwagen mit elektrischen und hybriden Antriebssystemen

  • ​Komponenten für den elektrischen Antriebsstrang
  • Antriebskonzepte für Hybridfahrzeuge (serieller, paralleler, Mischhybrid)
  • Vor- und Nachteile von verschiedenen Hybridkonzepten
  • Fahrwiderstände, Fahrzyklen
  • Abschätzung der Leistungs-, Drehmoment- und Drehzahlanforderungen

M3: Grundlagen elektrischer Maschinen

  • ​Elektrische und magnetische Grundgrößen
  • Faraday‘sches Induktionsgesetz, Lorentzkraft
  • Aufbau und Funktionsweise einer Drehfeldmaschine
  • Gleichstromsteller und Wechselrichter

M4: Funktionsweise von elektrischen Maschinen

  • ​Synchronmaschine PSM und ESM (permanent und elektrisch erregt)
  • Asynchronmaschine mit Kurzschlusskäfigrotor ASM
  • Geschaltete Reluktanzmaschine SRM
  • Gleichstrommaschine GSM und Transversalflussmaschine TFM

Tag 2

Verhalten elektrischer Antriebsmaschinen im Detail

M5: Wirkungsgrad, Steuerkennlinie, Betriebsverhalten von elektrischen Maschinen

  • ​Synchronmaschine PSM (Id- und Iq-Regelung)
  • Asynchronmaschine mit Kurzschlusskäfigrotor ASM
  • Geschaltete Reluktanzmaschine SRM

M6: Kühlung elektrischer Maschinen und mechanische Auslegung

  • Betriebsarten, Verluste in elektrischen Maschinen
  • Kühlkonzepte von elektrischen Traktionsmaschinen
  • Isolationssysteme, Temperaturklassen, thermische Grenzwerte
  • Betriebsarten (Dauer und Kurzzeitbetrieb)
  • Mechanische Grenzwerte

M7: Prüfungen elektrischer Traktionsmaschinen

  • ​Prüfnormen (EN 60349)
  • Stückprüfung, Typenprüfung, End of Line Prüfung, Sonderprüfungen
  • Verlustaufteilung
  • Messtechnische Grundlagen

M8: Technischer und wirtschaftlicher Vergleich, neue Entwicklungstendenzen

  • ​Vor- und Nachteile der einzelnen elektrischen Traktionsmaschinen
  • Kostenstruktur der Maschine und des elektrischen Antriebsstrangs
  • Entwicklungstendenzen bei Traktionsmaschinen

Tag 3

Parasitäre Effekte elektrischer Traktionsmaschinen

M9: Grundlegende Auslegung einer Traktionsmaschine

  • Berechnung mit der Esson´schen Gleichung
  • Grobauslegung wahlweise einer ASM oder PSM für den automobilen Anwendungsbereich
  • Berechnung der Hauptabmessungen und Drehmoment – Drehzahlkennlinie

M10: Parasitäre Effekte bei der Wechselrichteransteuerung von elektrischen Traktionsmaschinen (Teil1)

  • ​Spannungs- und Stromverlauf bei WR-Speisung
  • Oberschwingungen im Spannungs- und Stromverlauf
  • Drehmomentpulsationen durch WR-Speisung
  • Geräuschentwicklung durch WR-Speisung

M11: Parasitäre Effekte bei der Wechselrichteransteuerung von elektrischen Traktionsmaschinen (Teil2)

  • ​Zusatzverluste durch WR-Speisung
  • Entstehung von hochfrequenten, kapazitiven Lagerströmen durch WR-Speisung
  • Isolationsschäden durch WR-Speisung

M12: Parasitäre Effekte bei der Wechselrichteransteuerung von elektrischen Traktionsmaschinen (Teil3)

  • Abhilfemaßnahmen bei den parasitären Effekten
  • Problemfälle mit Erklärung der Ursachen
  • Hinweise zur Vermeidung von Problemfällen

TEILNEHMERHINWEIS

​Das CADFEM PLUS: Sie erhalten vor Ort Ihr persönliches Exemplar des Buches Neudorfer, H.: Weiterentwicklung von elektrischen Antriebssystemen für Elektro-und Hybridstraßenfahrzeuge

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN