Auslegung und Aufbau eines Propulsors für den effizienten Antrieb eines Multicopters

Abstract

Ziel des Forschungsprojekts PEANUT war die Entwicklung, Auslegung und der prototypische Aufbau eines hochintegrierten elektrischen Propulsors für den Einsatz in elektrisch angetriebenen Multicoptern, bzw. eVTOL‑Konzepten. Im Fokus standen eine hohe Leistungsdichte, eine effiziente und betriebssichere Kühlung des Motors sowie die experimentelle Validierung der entwickelten Konzepte anhand eines Demonstrators. Über die Projektlaufzeit wurden elektromagnetische, thermische und mechanische Auslegungsschritte durchgeführt, Fertigungs‑ und Aufbauprozesse entwickelt sowie umfangreiche Vorversuche und Demonstratorarbeiten realisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten Konzepte die geforderten Leistungs‑ und Temperaturgrenzen einhalten und eine gute Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment erreicht werden konnte. Die Aufgabenstellung des Projekts PEANUT bestand in der Entwicklung eines elektrischen Antriebssystems für Multicopter-Anwendungen mit besonderem Fokus auf:

hohe spezifische Leistung und Leistungsdichte robuste elektromagnetische Auslegung bei variablen Betriebsfrequenzen ein luftbasiertes, strömungsabhängiges Kühlkonzept für Stator und Rotor experimentelle Absicherung durch Vorversuche und Demonstratorbetrieb

Hierzu sollte ein vollständiger Propulsor, bestehend aus Elektromotor, Propelleranbindung und Prüfstandsanbindung ausgelegt, gefertigt und erprobt werden.