Rotordynamik elektrischer Maschinen

Elektrische Maschinen als elektromechanische Energiewandler sind in fast allen Bereichen der Technik unersetzlich. Von Kleinst- und Stellmotoren in Modellen, oder Fahrzeugen, bis zum Turbogenerator in Kernkraftwerken existieren sie in allen Größenordnungen. Während Elektromotoren speziell auch in der Fahrzeugtechnik zunehmend an Bedeutung gewinnen, stellen beispielsweise Generatoren einen unumgänglichen Bestandteil der weltweiten Energieproduktion dar.

Die Forschung am Fachgebiet Technische Dynamik konzentriert sich auf mechanische Schwingungsphänomene in elektrischen Maschinen unter Berücksichtigung der multiphysikalischen Rückkopplung. Ziel ist es, aufbauend auf bisherigen Forschungsergebnissen, einen einheitlichen analytischen Ansatz zur Berechnung der Kräfte und Drehmomente zwischen Stator und Rotor der Maschinen bereitzustellen und zu verbessern. Mit diesem kann dann die Rotordynamik unterschiedlicher Maschinen analysiert werden. Dabei liegt der Fokus sowohl auf stationären Betriebszuständen, wobei die Stabilität des Rotors und eventuelle Bifurkationen im Lösungsverhalten untersucht werden, als auch auf instationären Prozessen, wie z.B. dem Fahren durch die Resonanz und dem damit verbundenen Sommerfeldeffekt.

Die Validierung findet dabei sowohl numerisch, als auch anhand eines Modellprüfstands (siehe Experiment), statt.

Auf Basis der gewonnen Erkenntnisse werden dann systematische rotordynamische Analysen durchgeführt und ebenfalls experimentell validiert. So soll ein tieferes qualitatives Verständnis möglicher Schwingungsprobleme entstehen, mit dem die Zuverlässigkeit und NVH-Aspekte der Maschinen verbessert werden können.