Elektromagnetische Energiewandlung

Das Forschungsfeld der elektromagnetischen Energiewandlung am Institut für Leistungselektronische Systeme (ELSYS) der Technischen Hochschule Nürnberg umfasst die Auslegung, Analyse und Optimierung elektrischer Maschinen mit dem Ziel, Effizienz, Leistungsdichte und thermische Belastbarkeit moderner Antriebssysteme zu verbessern. Dabei werden unterschiedliche Maschinentopologien sowie innovative Maschinenkonzepte untersucht und hinsichtlich ihres elektromagnetischen, thermischen und mechanischen Verhaltens bewertet. 
Auf Basis von Materialeigenschaften, die durch geeignete Messaufbauten identifiziert werden, werden analytische und numerische Verfahren zur Berechnung und Optimierung von elektrischen Maschinen eingesetzt, um ein möglichst exaktes Verhalten darstellen zu können. Mit Hilfe der entwickelten Modelle können so Vorhersagen bzgl. Performance, Verlustverteilung sowie dem akustischen und thermischen Verhalten getroffen werden. 

Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen die Entwicklung leistungsfähiger elektrischer Maschinen für Anwendungen insbesondere in der Elektromobilität, industriellen Antriebstechnik, Luftfahrt, Energie- und Automatisierungstechnik.

Prof. Dr. Johannes Germishuizen
Technische Hochschule Nürnberg / Institut für leistungselektronische Systeme ELSYS
  • Design, Auslegung und Optimierung elektrische Maschinen
    • Topologien (IPMSM, SynRel, ASM, EESM, AFM)
    • Mehrphasige Maschinen
  • Materialuntersuchung
    • Magnetmaterialien
    • Elektrobleche
  • Untersuchung und Evaluation von Kühlkonzpeten
    • Wasser- und Ölkühlung
    • Flüssigkeitsbasierte Rotor- und Statorkühlung
  • thermische Modellierung elektrischer Maschinen
  • Verlustbestimmung über Simulationen und im Experiment
  • Motorprüfstände bis 400kW (Drehzahlbereich bis 40.000rpm, Drehmomentbereich bis 5.000Nm)
  • präzise Leistungsmessung mehrphasiger Systeme
  • Laser-Vibrometer zur Schwingungsanalyse
  • Werkzeugkette zum Design und Optimierung elektrische Maschinen
  • Auslegung und Optimierung elektrischer Maschinen für spezifische Anwendungen (z. B. Elektromobilität, industrielle Antriebe, Luftfahrt)
  • Elektromagnetische Simulation und Designstudien für unterschiedliche Maschinentopologien (z. B. IPMSM, SynRel, ASM, EESM, AFM)
  • Materialcharakterisierung und -bewertung von Magnetmaterialien und Elektroblechen
  • thermische Modellierung elektrischer Maschinen zur Vorhersage von Temperaturverteilungen und thermischen Grenzlasten
  • Verlustanalyse elektrischer Maschinen mittels Simulation und experimenteller Messungen
  • Validierung von Maschinenmodellen durch Abgleich von Simulationsergebnissen mit Prüfstandsmessungen
  • Prototypentests und experimentelle Untersuchungen elektrischer Maschinen auf Prüfständen
  • gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie industrienahe Abschlussarbeiten zu spezifischen Fragestellungen

Forschungsprojekte