Switched reluctance generator for range extender applications : Design, control and evaluation

Burkhart, Bernhard; de Doncker, Rik W.; Mecrow, Barrie C.

doi:37860

Switched reluctance generator for range extender applications : Design, control and evaluation = Geschaltete Reluktanzgeneratoren für Range Extender - Auslegung, Regelung und Bewertung

Burkhart, Bernhard^RWTH*

2018 & 2019

VerantwortlichkeitsangabeBernhard Burkhart

ImpressumAachen : ISEA 2018

Umfang1 Online-Ressource (iv, 194 Seiten) : Illustrationen

ReiheAachener Beiträge des ISEA ; 116

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2018

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2019

Genehmigende Fakultät
Fak06

Hauptberichter/Gutachter
de Doncker, Rik W. (Thesis advisor)^RWTH* ; Mecrow, Barrie C. (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2018-07-13

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-00025
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/752425/files/752425.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
design of electric machines (frei) ; range extender (frei) ; switched reluctance generator (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3

Kurzfassung
Reichweitenverlängerer (englisch Range Extender), bestehend aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator, bieten eine hohe Energiedichte zur Elektrifizierung von Fahrzeugen. Um wettbewerbsfähig zu sein, müssen Range Extender jedoch kostengünstig, kompakt und sehr zuverlässig sein. Entsprechend stellen geschaltete Reluktanzgeneratoren eine mögliche Lösung für diese Anwendung dar. Zur Beurteilung der Technologie der geschalteten Reluktanzgeneratoren werden in dieser Arbeit zwei Drehzahlszenarien betrachtet und analysiert. Ein neues Auslegungsverfahren wird eingeführt, um eine Vielzahl möglicher Maschinenkonfigurationen in kürzester Zeit zu vergleichen. Die Maschinenperformance wird dann mit Hilfe von Simulationsergebnissen und Prototypenmessungen analysiert. Aus der Analyse wird eine Empfehlung für die am besten geeignete Maschinenkonfiguration abgeleitet. Abschließend wird der Einfluss der Regelungsparameter und der Leistungsvariation auf den Maschinenwirkungsgrad und das akustische Verhalten analysiert. Die Arbeit bietet eine Orientierungshilfe bei der Auswahl einer geeigneten geschalteten Reluktanzgenerator-Konfiguration sowie deren Betriebsdrehzahl für Range Extender-Anwendungen.

Range Extender with a combustion engine and a generator offer a high energy density to electrify vehicles. To be competitive, Range Extender need to be cost effective, compact and very reliable, thus the switched reluctance generator is one potential solution. To assess the switched reluctance generator technology, two speed scenarios are considered and analyzed in this work. A new design approach is introduced to compare a vast number of potential machine configurations in a very short time. The machine performance is then analyzed with the help of simulation results and prototype measurements. From the analysis, a recommendation on the most suitable machine configuration is derived. Finally, the influence of the control parameter and power variation on the machine efficiency and the acoustic behavior is analyzed. The work offers guidance in the choice of an appropriate switched reluctance generator configuration as well as its operational speed for Range Extender applications.

OpenAccess:
PDF
(zusätzliche Dateien)