Vorträge und Posterpräsentationen (ohne Tagungsband-Eintrag):
E. Schmidt:
"Methoden und Anwendungen für 3D Finite Elemente Analysen in der Elektrischen Energiewandlung";
Vortrag: Institut für Elektrische Energiewandlung, Technische Universität Darmstadt,
Darmstadt, Germany (eingeladen);
13.12.2002.
Kurzfassung deutsch:
Die rasche Entwicklung der Computer-Hardware in den vergangenen
Jahren eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz rechnergestützter
Entwurfsmethoden. Deswegen wird die Methode der Finiten Elemente bei
elektrischen Maschinen immer häufiger im normalen Entwurfsverfahren
und bei der Design-Optimierung eingesetzt. Zunehmend an Bedeutung
gewinnt die Finite Elemente Analyse auch bei der Simulation von
elektrischen Antrieben.
Die Analyse von zweidimensionalen Modellen kann als etabliert
betrachtet werden, was auch durch zahlreiche kommerzielle Software-
Produkte wiedergegeben wird. Im Gegensatz dazu stehen für beliebig
dreidimensionale Modelle vergleichsweise nur wenige kommerzielle
Software-Produkte zur Verfügung. Gleichzeitig sind die erheblich
größeren Ressourcen sowie die Anforderungen bezüglich robusten und
zuverlässigen numerischen Methoden dafür verantwortlich, dass 3D
Analysen weit weniger häufig durchgeführt werden.
Der Vortrag gibt einen Überblick, wie durch Modellierung und mit
optimierter Gleichungslösung effiziente 3D Finite Elemente Analysen
elektrischer Maschinen erreicht werden können.
Dazu werden zunächst die gebräuchlichen Potentialansätze für 3D
Finite Elemente Analysen vorgestellt und verglichen. Insbesondere
bei 3D Analysen hat die Modellierung von beliebigen Stator-Rotor-
Winkellagen große Bedeutung. Die Möglichkeiten dazu werden im
Detail behandelt und gegenübergestellt. In diesem Zusammenhang kann
in der Gleichungslösung durch die Anwendung von Domain Decomposition
Algorithmen die Rechenzeit deutlich verkürzt werden.
Abschließend wird die Anwendung der vorgestellten Methoden für die
- Streufeldberechnung bei Transversalflussmaschinen
- Wirbelstromverluste bei Drehstrom-Leistungstransformatoren
- Wirbelstromverluste in der Statorpresskonstruktion von großen
Wasserkraft-Synchrongeneratoren
gezeigt.