Projekt ROME D3.2a: Bericht über die identifizierten Anforderungen und in Frage kommenden Topologien der elektrischen Maschine

Kurzfassung

Für zukünftige Hubschrauber- und Multikopter-Konzepte ist es denkbar, dass der Antrieb der Rotoren durch Elektromotoren erfolgt oder zumindest unterstützt wird. Gegenüber einer Gasturbine bietet das, neben einer zu erwartenden Verringerung von Schadstoffemissionen und Lärm, den Vorteil einer variablen Drehzahl und höherer Dynamik. Um unter anderem ein besseres Verständnis der physikalischen Schallentstehungsmechanismen elektrischer Maschinen in elektrifizierten Luftfahrtantrieben zu erlangen und die Maschinen frühzeitig im Designprozess hinsichtlich ihrer Leistungsparameter (elektrische Leistung, mechanische Leistung, Drehmoment und Drehzahl) sowie möglicher Kühl\-technologien charakterisieren und bewerten zu können, ist die Entwicklung und Bereitstellung validierter numerischer Werkzeuge und Prozessketten geplant und notwendig. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sollen anschließend ein besseres Verständnis möglicher Lärmminderungsmaßnahmen ermöglichen, zur Validierung der ermittelten Leistungsparameter dienen und als zusätzliche Eingangsparameter für mögliche nachfolgende Strukturmodellierungen verwendet werden. Basierend auf den sich ergebenden Randbedingungen für Luftfahrzeuge sowie den ermittelten Leistungsbedarf der untersuchten Hubschrauber-Konzepte werden im Arbeitspaket 3.2 in einem ersten Schritt mögliche Topologien für die elektrische Maschine identifiziert werden und in diesem Bericht näher betrachtet. Dazu wird eine mögliche Plattform analysiert, ihr Leistungsbedarf ermittelt, mögliche Antriebskonzepte thematisiert, die bisher identifizierten in Frage kommenden Topologien elektrischer Maschinen vorgestellt und anschließend einer entsprechenden Bewertung unterzogen. Darüber hinaus widmet sich ein Kapitel der Kühlung elektrischer Maschinen.