Induktive Bauelemente spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Netzgeräten, Wechselrichtern und anderen leistungselektronischen Systemen. Das Lehrbuch beschäftigt sich intensiv mit der Berechnung der parasitären Eigenschaften von Spulen und Transformatoren in Abhängigkeit von ausgewähltem Kern (Geometrie und Material), Wickelgut (Runddraht, Litze, Folie) und internem Aufbau, d.h. Positionierung der Wicklungen im Wickelfenster. Schwerpunkte bilden die unterschiedlichen Verlustmechanismen in Kern und Wicklung, die induktiven und kapazitiven Kopplungen sowie das EMV-Verhalten dieser induktiven Komponenten.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Induktive Bauelemente spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Netzgeräten, Wechselrichtern und anderen leistungselektronischen Systemen. Das Lehrbuch beschäftigt sich intensiv mit der Berechnung der parasitären Eigenschaften von Spulen und Transformatoren in Abhängigkeit von ausgewähltem Kern (Geometrie und Material), Wickelgut (Runddraht, Litze, Folie) und internem Aufbau, d.h. Positionierung der Wicklungen im Wickelfenster. Schwerpunkte bilden die unterschiedlichen Verlustmechanismen in Kern und Wicklung, die induktiven und kapazitiven Kopplungen sowie das EMV-Verhalten dieser induktiven Komponenten.
Aktualisiert: 2023-04-04
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In dieser Arbeit werden zwei verschiedene Methoden zur Bestimmung von Wicklungsverlusten in GRMs vorgestellt, die im Rahmen einer Maschinenauslegung ohne großen Aufwand verwendet werden können. Das erste Verfahren nutzt die Finite-Elemente Methode (FEM), die von der Modellerstellung bis hin zur Ergebnisanalyse viele einzelne, teilweise sehr aufwendige Schritte beinhaltet. Die Simulation mit FEM wurde in dieser Arbeit automatisiert, sodass der Aufwand für den Benutzer von mehreren Tagen auf wenige Minuten reduziert wird. Anhand der automatisierten graphischen Ergebnisdarstellung lassen sich die auftretenden Phänomene der Wicklungsverluste in GRMs analysieren und erklären. Nach der Untersuchung der Verluste an Beispielsimulationen werden die Verluste in Abhängigkeit verschiedener Simulationsparameter untersucht, um Fragen zur Wicklungsmodellierung und zur geeigneten Simulationsschrittweite zu klären. Zudem wird die Wechselwirkung zwischen der Temperatur und den Wicklungsverlusten analysiert. Als zweite Methode wird der Ansatz der Verlustsuperposition auf Basis von FEM-Berechnungen untersucht, mit denen die Verluste für jede Frequenzkomponente bestimmt werden. Dabei wird auch der Wicklungswiderstand hinsichtlich seiner Abhängigkeit von Frequenz, Position und Strom analysiert. Aufgrund von Unzulänglichkeiten des klassischen Superpositionsverfahrens wird das Verfahren modifiziert, sodass die Sättigungseffekte in der GRM besser abgebildet werden. Die Abweichungen der Gesamtverluste und der Einzelleiterverluste gegenüber der FEM werden damit deutlich reduziert.
Aktualisiert: 2019-12-12
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