Ein Beitrag zur Effizienzsteigerung von elektromechanischen Antrieben; basierend auf einem mathematischen Modell ferrofluidaler Strömungen

Der Gegenstand der Arbeit ist die Effizienzsteigerung von elektromechanischen Antrieben durch magnetisch kontrollierbare Fluide, basierend auf einem mathematischen Modell ferrofluidaler Strömungen unter Einbeziehung des Magnetfeldes und des Wärmestromes. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der mathematisch-mechanischen Modellierung, bei der das Taylor-Couette-System die Basis bildet und die Navier-Stokes-Gleichungen das Strömungsverhalten im System beschreiben. Berechnungen zum Geschwindigkeitsfeld bei konstanter und variabler Viskosität werden durchgeführt und ein Temperaturmodell analytisch hergeleitet. Nach den theoretischen Untersuchungen am Taylor-Couette-System als Abstraktionsstufe für einen Elektromotor folgt die experimentelle Evaluierung am Prototyp einer ferrofluidunterstützten permanenterregten Synchronmaschine. Im letzten Teil der Arbeit wird eine innovative Entwicklung vorgestellt, bei dem eine magnetorheologische Flüssigkeit ein funktionsbestimmendes Element ist. Die modellbasierte Untersuchung und die Prototypenbeschreibung des Antriebs schließen die Arbeit ab.