Simulation

Magnetischer Kreis

Direkt nach Durchführung des Pre-Processing kann der magnetische Kreis mit Hilfe von Feldbildplots beurteilt werden. Dafür können Grafiken mit Verteilung von Induktion, Vektorpotenzial, etc. und Feldlinien bei frei wählbaren Rotorpositionen und Strömen erzeugt werden. Der Wert für die Induktion in dem Netzelement, auf das der Mauszeiger weist, wird unterhalb der Grafik angezeigt.

Plots mit den Rotor-/Statorgeometrien, Knotenketten, Netzelementen und Materialien sind ebenfalls möglich. In alle Plots kann beliebig tief hineingezoomt werden.

Berechnungen

Die FEM-Berechnungen für BEMF, Cogging Torque, Nominal Torque, etc. werden entsprechend den eingegebenen Motorparametern durchgeführt. Verschiedene Parameter gestatten eine Steuerung hinsichtlich Genauigkeit und Geschwindigkeit der Berechnungen. Mit der in der Regel schnellen FEM Berechnung des Cogging Torque wird über eine zusätzliche analytische Berechnung eine Abschätzung des zu erwartenden Drehmoments als Expected Values vorgenommen. Für die Erregung der Wicklungen können verschiedene Stromkurvenformen mit Amplituden und Phasenverschiebungen vorgegeben werden. Parameteränderungen führen nur dann zu neuen oder zusätzlichen FEM Berechnungen, wenn sich Geometrie-, Material-, Wicklungsdaten und/oder Vorgaben zur Rechengenauigkeit geändert haben.

Kräfte

Im Post-Processing können nach Durchführung der Nominal Torque + Inductance Berechnungen radial und tangential wirkende Kräfte auf frei wählbaren Kreisbögen und -segmenten im Luftspalt ermittelt werden, um z.B. Verformungen, Vibrationen und Geräusche mit anderen Softwaresystemen simulieren zu können.

Verluste

Eisen-, Wicklungs- und Magnetverluste können in Abhängigkeit der gewählten Materialien und Ströme im Post-Processing berechnet werden. Externe Verluste wie z.B. Lagerverluste, die das Drehmoment zusätzlich reduzieren, können als Tabelle in einer Textdatei angegeben werden. Dabei werden die Verluste je Netzelement in Abhängigkeit von Flussdichte und Drehzahl ermittelt und über alle Netzelemente aufsummiert. Die Ergebnisse werden in der Overview-Tabelle zusammen mit weiteren verlustabhängigen Ergebnissen wie z.B. Leistungsfaktor, Wirkungsgrad, etc. dargestellt. Zusätzlich können Plots mit drehzahlabhängigen Verlustdichten erzeugt werden.

Ld/Lq-Identifikation

Die Berechnung von Ld und Lq für die Vektorreglung von Synchronmaschinen erfolgt auf Basis der Robert H. Park beschriebenen Transformation von 3-phasigen Größen, wie sie in Synchronmaschinen auftreten, in ein zweiachsiges Koordinatensystem mit den Achsen d und q.

smartFEM ermittelt die Rotorpositionen für die d- und q-Achse automatisch und ermittelt für die in einer Tabelle angegebenen Werte für Ströme und Phasenwinkel die entsprechenden Ergebnisse. Zusätzlich können verschiedene Plots erzeugt werden.

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