Erfinderaktivitäten 2011 - DPMA

52
magnete entfernt wurden. Die Figur 7 zeigt einen
überlagerten Fluss von Stator und Rotor in einem
Arbeitspunkt. Man erkennt, dass die Permanentma-
gnete tendenziell in diesem Betriebsfall eher den
Fluss schwächen, mechanisch nötige Blechbrücken
magnetisch sättigen und das Feld in eine bestimmte
Richtung lenken, als selbst zur Ausbildung eines Pols
beizutragen. Daher der Begriff „hilfserregt“.
Figur 6: Permanent hilfserregte Reluktanzmaschine, Feldbild
nur mit Statorerregung (aus DE 696 29 419 T2)
Figur 7: Permanent hilfserregte Reluktanzmaschine, Feldbild
mit einer Überlagerung der Komponenten (aus DE 696 29
419 T2)
DPMA – Erfinderaktivitäten 2011
Solche Maschinen sind Beispiele dafür, dass routine-
mäßige computergestützte Berechnungen (Computer
Aided Design, CAD, Finite-Elemente-Methoden, FEM)
seit etwa 1990 neue Maschinentypen hervorbringen,
die durch eine heuristische Vorgehensweise nicht
mehr konstruierbar wären [3], [5], [15]. Denn es
können dabei alle interessierenden physikalischen
Größen der Maschine berechnet und visualisiert
werden, auch gerade solche, die vorher nicht einmal
Messungen zugänglich waren, zum Beispiel die
magnetische Flussdichte im gesamten Rotor bei ver-
schiedenen Arbeitspunkten.
Insofern haben auch hierbei Fortschritte in der Halb-
leiter-Technik Veränderungen im Elektromaschinen-
bau hervorgebracht, indem die Rechengeschwindig-
keit und die Speicherausstattung von Rechenanlagen
nach dem bekannten Mooreschen „Gesetz“ exponen-
tiell über der Zeit ansteigen. Verfahren, die im Prinzip
seit etwa 1900 bekannt sind, werden somit jedem
Ingenieur auf preiswerter Hardware mit Standard-
software und geringer Rechenzeit zugänglich.
Diese Faktoren ermöglichen auch eine Automatisie-
rung bei der Dimensionierung von Maschinen. Im
einfachsten Fall können vorgegebene Topologien per
mitgelieferter Script- oder Makrosprache geomet-
risch varriiert und gerechnet werden, um ein Opti-
mum zu finden.
Heuristische Optimierungsverfahren (Genetische-,
Evolutionäre- oder Schwarmintelligenz-Algorith-
men) rechnen Maschinengeometrien im Minuten-
takt zu Hunderten oder Tausenden durch [7], [8],
[14]. Eine solche Optimierung führt planmäßig zum
Erfolg, also auf ein gutes Optimum, wenn nicht so-
gar auf das absolut Beste. Ein einmaliger oder auch
mehrfacher Versuch, der mit höchster Wahrschein-
lichkeit doch nur auf ein schlechtes Nebenoptimum
führen muss, kann dem gegenüber keine konkur-
renzfähige Entwicklungsmethode mehr sein.