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Analyse der direkten elektrischen Kopplung mit aktiver Dämpfung im hybrid-aviatischen Antriebsstrang

dc.date.accessioned2024-08-01T08:57:04Z
dc.date.available2024-08-01T08:57:04Z
dc.date.issued2024
dc.identifierdoi:10.17170/kobra-2024072810597
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/123456789/15947
dc.language.isoger
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectHybridelektrisches Antriebssystemger
dc.subjectDirekte elektrische Kopplungger
dc.subjectAktive Dämpfungger
dc.subjectDirekte Drehmomentregelungger
dc.subjectFlugtrajektorienger
dc.subjectDual-Stator-PMSMger
dc.subjectStabilitätsuntersuchungger
dc.subjectMagnetische Kopplungger
dc.subject2x3-phasige Wicklungstopologieger
dc.subjectLuftfahrtger
dc.subjectUltraZohm-Regelungsplattformger
dc.subject.ddc600
dc.subject.ddc620
dc.titleAnalyse der direkten elektrischen Kopplung mit aktiver Dämpfung im hybrid-aviatischen Antriebsstrangger
dc.typeDissertation
dcterms.abstractDie Luftfahrtindustrie steht aktuell unter einem hohen Innovationsdruck. Getrieben von steigenden Passagierzahlen und strengeren Umweltanforderungen befindet sich die Branche in einer Phase intensiver Transformation. Gesellschaftliche Forderungen und internationale Vereinbarungen setzen die Branche zusätzlich unter Druck, ihre Umweltauswirkungen deutlich zu reduzieren. Damit bis zum Jahr 2050 ein CO2-neutraler Flugverkehr möglich ist, müssen die Entwicklungen von innovativen Technologiekonzepten vorangetrieben werden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird in dieser Dissertation ein neuartiges Konzept präsentiert, das die bestehenden Antriebstopologien eines Kleinflugzeugs erweitert und durch die Verwendung von moderner Regelungstechnik den Ressourcenverbrauch in dem hybridelektrischen Antriebsstrang verringert. Der Grundaufbau besteht dabei aus einer 2x3-phasigen permanentmagneterregten Antriebsmaschine, einem Verbund aus Range-Extender mit Synchrongenerator und Akkumulator sowie zwei redundanten Leistungszweigen. Die Hauptneuerung des Konzepts ist eine direkte elektrische Kopplung zwischen Generator und Antriebsmaschine, welche über eine aktive Dämpfung stabilisiert wird. Für eine gezielte Analyse des Verfahrens werden zu Beginn die Anforderungen an ein Kleinflugzeug diskutiert und darauf aufbauend das Konzept spezifiziert. Mit Hilfe einer anschließenden mathematischen Beschreibung sowie einer analytischen und numerischen Modellierung des Antriebsstrangs wird ein Algorithmus entworfen, der die geforderte Funktionalität erfüllt. Neben einer simulativen Untersuchung erfolgt in dieser Arbeit eine abschließende Verifizierung des Lösungsansatzes am realen Prüfstand. Durch die vorgestellte Topologie und den entwickelten Regelungsalgorithmus lassen sich die beiden elektrischen Maschinen stabil koppeln und die Lastverteilung im hybriden Antriebsstrang steuern. Zudem ermöglicht das Verfahren, die Wandlungsschritte zu reduzieren und damit den Systemwirkungsgrad zu steigern. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit belegen die Machbarkeit des neuartigen Konzepts und dienen als Grundlage für weiterführende Forschungen.ger
dcterms.accessRightsopen access
dcterms.creatorWinter, Jan
dcterms.dateAccepted2024-01-31
dcterms.extentviii, 272 Seiten
dc.contributor.corporatenameKassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatik
dc.contributor.refereeZiegler, Marcus (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeRauchfuß, Lutz (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeClaudi, Albert (Prof. Dr.)
dc.contributor.refereeHillmer, Hartmut (Prof. Dr.)
dc.subject.swdLuftfahrtger
dc.subject.swdAntrieb <Technik>ger
dc.subject.swdKopplung <Elektronik>ger
dc.subject.swdRegelungstechnikger
dc.subject.swdDämpfungger
dc.subject.swdDrehmomentregelungger
dc.subject.swdDauermagneterregte Synchronmaschineger
dc.subject.swdStabilitätger
dc.subject.swdTopologieger
dc.type.versionpublishedVersion
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