Optimization of multiphase permanent magnet synchronous machines on system level with reduced losses

Dhamodaran, Nidhesh

dc.date.accessioned	2022-04-13T11:35:34Z
dc.date.available	2022-04-13T11:35:34Z
dc.date.issued	2022
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202202145730
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/13753
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2021	ger
dc.language.iso	eng	eng
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/	*
dc.subject	multiphase electric PMSM drives	eng
dc.subject	power density	eng
dc.subject	system efficiency	eng
dc.subject	PWM interleaving	eng
dc.subject	DC link capacitor	eng
dc.subject.ddc	620
dc.title	Optimization of multiphase permanent magnet synchronous machines on system level with reduced losses	eng
dc.type	Buch
dcterms.abstract	Die Anforderungen an elektrische Maschinen in Elektrischen- und Hybrid- Elektrischen Fahrzeugen sind eine hohe Leistungsdichte, ein Stator und Rotor magnetisches Feld mit niedrigem Oberwelleninhalt und bestes akustisches Verhalten. Sechsphasige permanent magneterregte Synchronmaschinen zeigen signifikante Vorteile gegenüber den konventionellen dreiphasigen PMSMs, wie beispielsweise reduziertem Strom pro Phase im Umrichter, weniger Grundwellenverlusten aufgrund eines besseren Wicklungsfaktors und eine erhöhte Fehlertoleranz. Auf der anderen Seite ist, unter Annahme desselben Bauraums, der Anstieg des Drehmoments sehr gering. Aus diesem Grund liegt der Hauptfokus dieser Dissertation auf der Erhöhung der Leistungsdichte mehrphasiger elektrischer Antriebe, wo Optimierungen und Untersuchungen auf Systemebene durchgeführt werden. Simulationen auf Systemebene, welche die Leistungselektronik, unterschiedliche Steuerungsstrategien sowie die elektrischen Maschinen beinhalten, werden entwickelt und untersucht. Unter Berücksichtigung der elektrischen und mechanischen Phasenverschiebung zwischen den zwei-dreiphasigen Wicklungen werden verschiedene Wicklungskonzepte der sechsphasigen elektrischen Maschine entwickelt, um ein besseres Verständnis von deren Vor- und Nachteilen zu gewinnen. Detaillierte Analysen werden durchgeführt, um die Quellen und Einflüsse der Oberwellen sowie hochfrequenten durch den Umrichter induzierten Oberschwingungen auf die Verluste und Performanz der elektrischen Maschine zu verstehen. Das Drehmoment, Eisenverluste, Magnetverluste sowie Kupferverluste werden insbesondere hinsichtlich Umrichter getakteter sowie sinusförmiger Stromeinprägungen untersucht.	ger
dcterms.abstract	The requirements of an electrical machine (EM) in Electric- (EV) and Hybrid Electric Vehicles (HEV) are high power density, a stator and rotor field with low harmonic content and best acoustic behavior. Six-phase permanent magnet synchronous machines (PMSM) have significant benefits over conventional three-phase PMSMs, such as reduced current per inverter phase leg, less fundamental losses because of a better winding factor and increased fault tolerance. Despite their advantages, considering the same installation space, the torque per ampere increase of a six-phase PMSM is very marginal. Therefore, the main focus of this dissertation lies in increasing the power density of the multiphase electric drive, where optimizations and investigations are done on a system level. System level simulation models, which consist of the power electronics, different control strategies and the electrical machines are developed and studied. Considering the electrical and mechanical phase shift between the two three-phase winding sets, different winding concepts of the sixphase EM are developed, in an effort to gain a better understanding of their advantages and disadvantages. Detailed analyses are performed, in order to understand the sources and influences of the space harmonics and high frequency inverter-induced time harmonics on the losses and performance of the EM. In particular, this dissertation will examine the EM torque, iron losses, magnet losses and copper losses for both inverter switched currents and sinusoidal currents supply.	eng
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Dhamodaran, Nidhesh
dcterms.dateAccepted	2021-12-02
dcterms.extent	xix, 190 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau
dc.contributor.referee	Fister, Michael (Prof. Dr.)
dc.contributor.referee	Henke, Markus (Prof. Dr.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-1021-6
dc.subject.swd	Elektrofahrzeug	ger
dc.subject.swd	Dauermagneterregte Synchronmaschine	ger
dc.subject.swd	Antriebsregelung	ger
dc.subject.swd	Mehrphasenmaschine	ger
dc.subject.swd	Leistungsdichte <Kerntechnik>	ger
dc.subject.swd	Effizienz	ger
dc.subject.swd	Interleaving	ger
dc.type.version	publishedVersion
dcterms.source.series	Schriftenreihe des Fachgebiets für Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge
dcterms.source.volume	22/01
kup.iskup	true
kup.price	39,00
kup.series	Schriftenreihe des Fachgebiets für Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 15 / Maschinenbau
kup.size	DIN A5
ubks.epflicht	true