Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Lösungsansatz entwickelt, der es ermöglicht, bewegte ferromagnetische Körper in direkten Lösungsverfahren gemäß der PEEC Formulierung einzubinden. Zur Berechnung der Induktivitäten wird dabei die zweidimensionale Lösung der magnetostatischen Poissongleichung mittels geeigneter Green'scher Funktion verwendet und hinsichtlich ihrer numerischen Stabilität und ihrer Eignung zur Berechnung von Stromverdrängungsverlusten mit der quasistationären FEM verglichen. In einem nächsten Schritt wird die PEEC Formulierung um die Berücksichtigung ferromagnetischer Materialien erweitert. Dazu wird der unter Verwendung einer statischen FEM Rechnung bestimmte Magnetisierungszustand des ferromagnetischen Körpers in eine PEEC-kompatible Darstellung konvertiert. Weiter wird die Nutzung von Systemsymmetrien zur Vereinfachung der Berechnung erörtert und es wird ein Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, das dabei mögliche Auftreten von Singularitäten zu verhindern. Ferner wird erarbeitet, wie auch bewegte Körper durch geeignete Transformation berücksichtigt werden können.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Der Auslegungsprozess elektrischer Antriebsstränge benötigt möglichst genaue Simulationsmodelle der einzelnen Komponenten, um frühzeitig die Effizienz und Leistungsfähigkeit einer Antriebsstrangkonfiguration bewerten zu können.
Hinsichtlich der Auslegung der elektrischen Maschine ist vor allem die Interaktion mit dem Inverter zu beachten. Die Taktfrequenz, das Modulationsverfahren und die Ansteuerparameter haben zusammen mit der Regelung einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz der elektrischen Maschine.
Die vorliegende Dissertation leistet einen Beitrag zur rechenzeiteffizienten Berechnung von Asynchronmaschinen unter Berücksichtigung von maschineneigenen und inverterspezifischen Stromharmonischen. Im Vergleich zur üblicherweise verwendeten transienten spannungsgetriebenen Finite-Elemente-Simulation ergibt sich mit der neu entwickelten Simulationsmethodik eine signifikante Verkürzung der Rechenzeit.
Aktualisiert: 2022-03-17
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