Auslegung elektrischer Maschinen mit Motor-CAD
Lernen Sie, wie Sie Motoren und Generatoren mit einfachen Simulationsverfahren schnell und zuverlässig entwerfen. Diese Schulung wird als 3-tägiges Seminar angeboten oder alternativ als eLearning-Kurs mit freier Zeiteinteilung.
Dauer
3 Tage
Voraussetzungen
Kenntnisse zu elektrischen Maschinen
Verwendete Software
Ansys Motor-CAD
- Kennlinien, Kennfelder und Fahrzyklen von Motoren einfach berechnen
- Multiphysikalische Wechselwirkungen modellieren und simulieren
- Elektromotoren mit automatisierten Workflows effizient optimieren
Beschreibung
Die Entwicklung eines Elektromotors ist mehrschichtig und komplex. Mit modernen Simulationsverfahren können Sie bereits in der ersten Konzeptphase neben der Elektromagnetik auch thermische und mechanische Effekte berücksichtigen. In der Schulung steigen Sie Schritt für Schritt in die konzeptionelle Auslegung einer elektrischen Maschine mittels Motor-CAD ein. Sie erlernen die Verfahren zur Berechnung der einzelnen physikalischen Domänen und deren Einsatzmöglichkeiten. Ebenso berechnen Sie gängige Kennlinien und Kennfelder, sowie das multiphysikalische Motorverhalten während eines Fahrzyklus. Ein weiterer Schwerpunkt des Seminars ist die Automatisierung der erlernten Workflows durch die Kopplung von Motor-CAD und mit dem Optimierungslöser optiSLang.
Nach dem Besuch des Seminars können Sie mit Motor-CAD unterschiedliche Kenngrößen für elektrische Maschinen berechnen und bewerten. Schnell ermitteln Sie die Maximalmoment- und Dauermoment-Kennlinie, das Wirkungsgradkennfeld und Fahrzyklen. Automatisierte Workflows helfen Ihnen, Motorendesigns effizient zu optimieren.
Das Seminar richtet sich an alle Ingenieure und Konstrukteure, die elektrische Maschinen designen, entwickeln oder sich mit den unterschiedlichen Aspekten der Auslegung und dem zuverlässigen Betrieb beschäftigen. Simulationskenntnisse sind nicht notwendig.
Verschaffen Sie sich einen ersten Eindruck und testen Sie das erste eLearning Modul dieser Schulung ganz unverbindlich. Keine Kosten, keine Kündigungsfrist.
Detaillierte Agenda für diese 3-tägige Schulung
Tag 1
01 Grundlegende Einführung in Motor-CAD und seine Module
- Simulationsplattform zur Berechnung elektrischer Maschinen
- Definition von Geometrie, Materialien und Wicklung
- Berechnung des Drehmoments und Interpretation der Ergebnisse
02 Elektromagnetische Simulation mit Motor-CAD Emag: Grundlage der Motorenauslegung
- Rastmomentberechnung
- Bestimmung von Maschinenparametern, wie z.B. Induktivitäten
- Untersuchung von Entmagnetisierungseffekten
03 Kraftberechnung mit Blick auf die NVH Analyse in der Designphase
- Kraftberechnung für einen und mehrere Betriebspunkte
- Auswertung der FEA Ergebnisse auf Integrationslinien
- Exzentrizitätsbetrachtung
04 AC Verluste ermitteln und kurzer Blick in die mechanische Analyse
- Full FEA und Hybride AC Verlustberechnung
- Von der Auslegung zur vertieften Analyse durch Maxwell 3D
- Was macht eigentlich Torque/Speed Curve in Emag?
- Mechanische Analyse mit Motor-CAD Mech
Tag 2
05 Dauermoment, Maximalmoment und Wirkungsgrad-Kennfeldern mit Motor-CAD Lab berechnen
- Reduziertes Modell der Elektrischen Maschine
- Berechnung von Maximalmoment-Kennlinie und Wirkungsgradkennfeld
- Kopplung elektromagnetischer und thermischer Simulation zur Berechnung der Dauermoment-Kennlinie
- Transiente thermische Erwärmung über einen Fahr- bzw. Lastzyklus (z.B. WLTP)
- Ausblick: Kopplung der eigenen Regelungsstrategie mit Hilfe von FMUs
06 Grenztemperaturen in Wicklung und Magneten mit Motor-CAD Therm in Sekunden berechnen
- Vergleich thermischer Simulationsmethoden: Netzwerk versus FEM (Wärmeleitungsgleichung / CFD)
- Grundlagen Thermisches Netzwerk: Knoten, Widerstände, Kapazitäten und Quellen
- Modellierung komplexer Statornuten mit Cuboiden
- Stationäre und transiente Berechnung
07 Kühlkonzepte für E-Motoren
- Theorie zu Konvektion, Strömungsnetzwerke und Dimensionsanalyse
- Passive Kühlung und Lüfterkühlung
- Durchströmung des Motors, Nutkühlung und Wassermantel
- Ausblick: Oil Spray Cooling
- Verknüpfung der verschieden Kühlsysteme
08 Anpassung und Kalibrierung des thermischen Netzwerkes
- Kalibrierung des thermischen Netzwerkes
- Sensitivitätsanalysen zur Bestimmung wichtiger Parameter
- Erweiterung des thermischen Netzwerkes um ein Getriebe
- Export thermischer Matrizen und reduziertes Netzwerkmodell
Tag 3
09 Python-Grundlagen und erste Schritte
- Python – Syntax, Logik und Merkmale (Grundlagen für Programmier-Anfänger)
- Thermische Simulation, das „Hello World” von Motor-CAD
- Scripting innerhalb von Motor-CAD
10 Automatisierung von Motor-CAD
- Elektromagnetische Berechnung
- Custom Geometrie via DXF und Skript
- Vergleich Visual Basic, Matlab und Python
- Makro Record, Command List und Parameter List
11 Effiziente Methoden zur Optimierung eines Elektromotors
- Ansteuerung von Ansys Motor-CAD via ActiveX-Schnittstelle und Ansys OptiSLang
- Was sind Meta-Modelle – und wie kann ich damit übers Wochenende einen Motor optimieren?
- Erkennen der wichtigsten Stellschrauben für die Zielgrößen in der Optimierung
12 Automatisierte Workflows für die Optimierung
- Workshop: Aufbau eines Workflows zur Optimierung von Drehmoment und Rastmoment
- Durchführung der Optimierung
- Werkzeuge zur Bewertung der Ergebnisse
- Ausblick auf einen Workflow zur multiphysikalischen Auslegung eines Motors unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades und der Materialkosten
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