Praxisforum Antriebstechnik 2015 (PEA 2015) Tool zur thermischen Auslegung elektrischer Maschinen

Redakteur: Gerd Kucera

Im Workshop des Praxisforums Elektrische Antriebstechnik 2015 (PEA 2015) erklärt MACCON-Gründer Edward Hopper, wie die Analyse-Software MotorCAD die Performance elektrischer Antriebe optimiert.

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Edward Hopper, Gründer von MACCON: "In meinem Workshop auf dem Praxisforum 2015 in Würzburg erarbeiten wir die grundlegende Funktionsweise der Analyse-Software und lernen, wie einfach die thermische Bewertung mittels simpler Ergebnisdiagramme ist."
Edward Hopper, Gründer von MACCON: "In meinem Workshop auf dem Praxisforum 2015 in Würzburg erarbeiten wir die grundlegende Funktionsweise der Analyse-Software und lernen, wie einfach die thermische Bewertung mittels simpler Ergebnisdiagramme ist."
(Bild: MACCON)

MotorCAD wurde entwickelt, um die Erwärmung einer Vielzahl von Maschinentypen zu berechnen. Des Weiteren wird diese Software zur thermischen Berechnung von dynamischen Lastzyklen sowie zur Auslegung verschiedener Kühlungsarten verwendet. Aufgrund des analytischen Berechnungsansatzes können verschiedene Kühlungsarten in sehr kurzer Zeit analysiert werden. Gerade bei der Berechnung komplexer Lastzyklen (Traktionsantriebe, Aufzüge etc.) ist kurze Rechenzeit des Programms von großem Vorteil. Detailliert wird die Software MotorCAD auf dem Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2015 im Rahmen eines Workshops am dritten Kongresstag (26.3.15) vorgestellt und der Nutzen beschrieben.

Motortypen und Kühlungsarten der Software MotorCAD

Die nachfolgend aufgeführten Motortypen lassen sich mit der Software untersuchen: bürstenlose PM-Maschinen (beinhaltet auch Synchronreluktanz-Maschinen), bürstenlose Außenläufer-PM-Maschinen (BPMOR), Asynchron-Maschinen 3-phasig (IM), Asynchron-Maschinen 1-phasig (IM1Ph), Synchron-Maschinen (Sync), geschaltete Reluktanz-Maschinen (SRM), bürstenbehaftete PM-Gleichstrommaschinen (PMDC), Klauenpol-Maschine (CLAW).

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Die Kühlungsarten, die MotorCAD unterstützt, sind: natürliche Konvektion (TENV), erzwungene Konvektion (TEFC), Ventilation, Wasserkühlmantel (verschiedene Ausführungen), Tauchkühlung, Rotor/Stator-Nasskühlung, Spraykühlung, Abstrahlung, Wärmeleitung.

Die Software MotorCAD besitzt eine speziell für die schnelle Dateneingabe und übersichtliche Ergebnisanalyse entworfene grafische Bedienoberfläche. In enger Zusammenarbeit mit industriellen Partnern entwickelt, erfüllt diese Software die hohen Anforderungen an die thermische Maschinenberechnung in der Industrie.

MotorCAD-Modelle basieren auf thermischen Ersatzschaltbildern und sind daher außergewöhnlich schnell zu berechnen. Aufgrund dieser Tatsache eignet sich diese Software bestens für Kühlkreisoptimierungen und What-if-Analysen. Alle thermischen Widerstände und Kapazitäten des Netzwerkes werden automatisch aus Geometrie und Materialeigenschaften bestimmt. Der Anwender muss daher kein Experte für thermische Prozesse in E-Maschinen sein.

MotorCAD beinhaltet effiziente und robuste Algorithmen zur Kalkulation natürlicher und erzwungener Konvektion, Flüssigkeitskühlung, Strahlung und Wärmeleitung. Für eine präzise Modellierung jeglicher Art von Oberflächen nutzt MotorCAD eine Datenbank, welche messtechnisch überprüfte Korrelationen von laminarer und turbulenter Konvektion beinhaltet.

Wärmeverteilungen mit FE-Therm berechnen

MotorCAD nutzt leistungsstarke und robuste analytische Algorithmen, um thermisches Verhalten und Kühlung von elektrischen Maschinen zu berechnen. Das Software-Modul FE-Therm berechnet sowohl die Wärmeverteilungen in der Stator-Nut als auch die Temperaturen und Temperaturgradienten in komplexen mehrschichtigen Magnetstrukturen im Rotor mit der Finite-Elemente-Methode (FEM). Dieses Add-On eignet sich auch dazu, das analytische thermische Netzwerk mit einer FEM-Lösung zu kalibrieren. Die Vernetzung und Berechnung laufen vollständig automatisiert ab mit einer Rechenzeit im Sekunden-Bereich.

Das Programm, die Übersicht der Referenten und ihre Themen zum Praxisforum Elektrische Antriebstechnik 2015 (PEA 2015) finden Sie unter www.pea-kongress.de oder über den hier angegeben Link. Der Workshop findet am 26.3.2015 nachmittags statt.

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