Elektrische Antriebssysteme mit sehr hoher Drehmomentdichte für Elektro- und Hybridflugzeuge

Die Anforderungen an elektrische Antriebsmaschinen in Bezug auf die Drehmoment- und Leistungsdichte steigen zunehmend. Neben dem Einsatz verbesserter oder neuartiger Materialien und der Optimierung des elektromagnetischen Entwurfs hat die Kühlung für elektromagnetisch sehr hoch ausgenutzte Maschinen einen entscheidenden Einfluss auf die Maschinenabmessungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die dominanten Einflussgrößen für ein Maschinendesign mit maximaler gravimetrischer und volumetrischer Drehmomentdichte aufgezeigt.
Anhand des Anwendungsbeispiels eines Flugzeugantriebs wird in der Arbeit beschrieben, wie elektrische Maschinen mit direkter Leiterkühlung im System bewertet werden können. Mit den zuvor erarbeiteten und validierten Berechnungsmethoden wird ein thermisches Modell mit einem elektromagnetischen Berechnungsmodell gekoppelt und für die Berechnung des Energieverbrauchs in einer Flugmission genutzt. Durch weitere Maßnahmen zur Steigerung der Kühlleistung konnte in der vorliegenden Arbeit die abführbare Verlustleistung weit über den Stand der Technik derzeitiger hoch ausgenutzter Maschinen hinaus gesteigert werden.