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49,80 €
ISBN 978-3-8440-2205-6
Paperback
202 Seiten
34 Abbildungen
303 g
21 x 14,8 cm
Deutsch
Dissertation
September 2013
Enno Adalbert Lange
Numerische Werkzeuge zur Simulation von nichtsinusförmig gespeisten geregelten elektrischen Maschinen im dynamischen Betrieb
Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung numerischer Werkzeuge, die den Entwicklungsingenieur bei der Auslegung und Optimierung elektromagnetischer Energiewandler und elektrischer Antriebssysteme unterstützen. Es werden numerische Werkzeuge für eine Methodenkopplung entwickelt, die eine ganzheitliche Simulation des elektrischen Antriebssystems ermöglichen. Dazu werden ausgehend von der Literatur numerische Werkzeuge entwickelt, mit denen eine Methodenkopplung von Netzwerkanalyseverfahren und FEM zur Simulation des Antriebssystems realisiert wird. Die Werkzeuge des ersten Schwerpunkts der Arbeit ermöglichen die Extraktion konzentrierter Parameter in einem Arbeitspunkt der elektrischen Maschine. Die Berechnung der elektromotorischen Kraft unter Last stellt ein zentrales Werkzeug dar. Die Werkzeuge des zweiten Schwerpunkts konzentrieren sich auf die Relativbewegung zwischen Rotor und Stator der elektrischen Maschine. Die Berücksichtigung der Bewegungsdifferentialgleichung erfordert die Abbildung beliebiger Rotorpositionen im FE-Modell der Maschine. Die dazu entwickelten Werkzeuge benutzen ein in der Feldberechnung erstmalig angewendetes Lagrange-Multiplikator Verfahren. Die vorgestellten numerischen Werkzeuge werden zur Berechnung industrieller Problemstellungen angewendet. Betrachtet werden eine in der Automatisierungstechnik verwendete, umrichtergespeiste permanentmagneterregte Synchronmaschine und der entsprechende Regelalgorithmus sowie ein Kfz-Klauenpolgenerator, der über einen Brückengleichrichter ein Gleichstromnetz speist. Die betrachteten Beispiele belegen die Einsetzbarkeit der numerischen Werkzeuge im produktiven Einsatz. Der modulare Aufbau der Werkzeuge ermöglicht dem Entwicklungsingenieur einen problemlösungsorientierten Einsatz der Werkzeuge.
Schlagwörter: Elektrische Maschinen; Finite Elemente Methode; FEM; konzentrierte Parameter
Aachener Schriftenreihe zur Elektromagnetischen Energiewandlung
Herausgegeben von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. mult. Kay Hameyer, Aachen
Band 14
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