Projektbeschreibung

Axialflussmaschinen (AFM) sind kompakt, effizient und zeichnen sich durch eine hohe Drehmomentdichte aus, setzen jedoch fast ausschließlich auf Seltenerdmagnete (SE-Magnete), was den Einsatz kostenintensiver, politisch abhängiger und zunehmend knapper werdender Ressourcen erfordert. Eine nachhaltige Alternative bietet die Radialfluss-Synchronreluktanzmaschine (RF-SynRM), die durch ihre Robustheit und Überlastfähigkeit überzeugt, jedoch Abstriche bei Bauraum und Drehmomentdichte machen muss. Daher wird in diesem Projekt das Konzept einer Axialfluss-Synchronreluktanzmaschine (AF-SynRM) zur seltenerdfreien Realisierung eines kompakten und effizienten Traktionsantriebs mit gleichzeitig hoher Drehmomentdichte detailliert erforscht. AFMs sind derzeit jedoch durch geringe Stückzahlen und unbekannte Fertigungsverfahren sowie durch besondere Anforderungen an Toleranzen und Designprozesse geprägt. Im Projekt wird deshalb eine integrierte Betrachtung folgender Schwerpunkte verfolgt:

• Multi-Domänen-Maschinendesign (IEW)

• Neuartige Fertigungsverfahren (FAPS)

• Datenbasierte Toleranzkettenoptimierung (PEM)

Die simulative Auslegung des Maschinendesigns sowie die Eignung der Fertigungsverfahren soll durch den Aufbau von Teildemonstratoren validiert werden. Die AF-SynRM verspricht wirtschaftliche Vorteile, insbesondere für KMU, da sie stabile Produktionskosten ermöglicht und die Abhängigkeit von volatilen SE-Magnetpreisen reduziert. Weiterhin verringert ein magnetfreier Motor die Materialkosten um bis zu 50 %, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit von KMU gestärkt und die Markteintrittsbarrieren gesenkt werden. Zudem bieten sich ökologische Vorteile, da der Abbau von Seltenen Erden umweltschädlich ist. Der Druck nachhaltige Lösungen zu entwickeln, um CO₂-Emissionen zu reduzieren und gesetzliche Vorgaben zu erfüllen, wächst stetig. Frühzeitige Investitionen in magnetfreie Technologien sichern KMU einen Innovationsvorsprung und eröffnen Chancen in wachstumsstarken Märkten wie der Elektromobilität.