Schnelldrehendes Schwungrad aus faserverstärktem Kunststoff

Einleitung - 5
Im Projekt KIS ist die Maschine als Aussenläufer mit
Permanentmagneterregung ausgeführt. Grosser Wert
wurde auf kleine Verluste im elektrischen Rotor
gelegt. Dazu wurde die Statorwicklung als freistehender
Korb ausgebildet und der magnetische
Kreis über ein innen mitrotierendes Blechpaket
ähnlich einem Glockenläufer geschlossen. Diese Maschine
wird direkt mit dem Schwungrad gekoppelt.
Um die Verluste durch Gasreibung minimal zu
halten, dreht der ganze Rotor im Vakuum. Die
Lagerung soll einen sicheren und reibungsarmen
Betrieb bei hohen Drehzahlen ermöglichen. Als
technisch optimale Lagerung bei hohen Drehzahlen
von grossen Rotoren kommt nur noch eine berührungslose
Magnetlagerung in Betracht. Die
magnetische Lagerung ist wartungsfrei und weist
keine Reibungsverluste auf. Durch eine optimierte
Regelung können die bei jedem schnelldrehenden
Rotor störenden Unwuchtkräfte eliminiert werden.
Der Leistungsumrichter muss im Motor- wie im Generatorbetrieb
die elektrische Energie an die Netzbedingungen
anpassen. Mit dem gewählten Konzept
von zwei versetzt getakteten 3-Punkt-Umrichtern an
einer Maschine mit offenen Wicklungen kann trotz
hoher Grundschwingungsfrequenz und grosser Leistung
ein maximaler Wirkungsgrad erreicht werden.
Die detaillierten Konzepte der einzelnen Komponenten
sind als ausführliche Machbarkeitsstudie in [KIS93]
festgehalten. Der weitere Projektverlauf ist in [KIS94]
[KIS95] und [KISA95] beschrieben.
Da die vorliegende Arbeit den eigentlichen Schwungradrotor
genauer betrachtet, sollen zunächst einmal
einige Eigenheiten solcher Rotoren erläutert werden.