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CAE- Methoden im Elektromaschinenbau

Modulbezeichnung: CAE- Methoden im Elektromaschinenbau
Modulbezeichnung (engl.): CAE Methods in Electrical Machine Construction
Studiengang: Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2005
Code: E926
SWS/Lehrform: 2V+3PA (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 9
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Selbstständige Projektarbeit
Zuordnung zum Curriculum:
E926 Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2005, 9. Semester, Wahlpflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
E804 Theoretische Elektrotechnik II


[letzte Änderung 13.03.2010]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Vlado Ostovic
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Vlado Ostovic


[letzte Änderung 13.03.2010]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss ist die/der Studierende in der Lage ein auf der FE- Methode basierendes kommerzielles Softwarepaket bei der Lösung von elektrostatischen, magnetostatischen, zeit-harmonischen und dynamischen Problemen im Elektromaschinenbau anzuwenden. Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse über den Aufbau und das Funktionieren solcher Programme: Pre-processing, Solver und Post-processing. Das Fach ermöglicht einen direkten Einstieg in die Berufspraxismethoden für diejenigen Studierenden, die sich später mit der Auslegung von energietechnischen Geräten befassen möchten.


[letzte Änderung 09.01.2010]
Inhalt:
1.Allgemeines über die Anwendungen der FE- Methode in der elektrischen  
  Energietechnik
 1.1 Partielle Differentialgleichungen in der Energietechnik: Laplace‘sche,   
     Poisson‘sche Gleichung. Energiefunktional, Finite Elemente (FE), Finite  
     Differenzen (FD) Methode
 1.2 Iterative Lösung Laplace‘scher Differentialgleichung, Aufbau der
     Software für die FD- Methode
 1.3 2D Problemdefinition in der FE- Methode: Geometrie des Problems,  
     Materialeigenschaften, Erregung, Randbedingungen
 1.4 Iterative Lösung in der FE- Methode: Konjugierte Gradiente, Newton-  
     Raphson, adaptives Netzverfahren
2.FE- Lösungen von elektrostatischen Problemen
 2.1 Problemdefinition: Potential am Rande
 2.2 Potentialverteilung innerhalb des Models
 2.3 Berechnung der Kapazität
 2.4 Kraft, Drehmoment, elektrostatische Feldenergie  
3.FE- Lösungen von magnetostatischen Problemen
 3.1 Randbedingungen und Erregung: Stromdurchflossene Spulen und  
     Permanentmagnete
 3.2 Darstellung der Nichtlinearität in der Magnetisierungskennlinie
 3.3 Feldverteilung, Selbst- und Gegeninduktivitäten
 3.4 Die Kraft und das Drehmoment, gespeicherte magnetische Energie
4.Zeit- harmonische Probleme
 4.1 Stromdichte- und Feldstärkenverteilung in leitenden Medien bei Wechselstrom
 4.2 Eindimensionale Stromverdrängung, Verluste, Ersatzparameter des Leiters
 4.3 Zweidimensionale Stromverdrängung, Verluste, Ersatzparameter des Leiters
5.Berechnung der Übergangsvorgänge mit FE- Software
 5.1 Die Rolle der magnetischen Energie in elektromechanischer Energiewandlung
 5.2 Die Kraft auf Leiter in Nuten elektrischer Maschinen
 5.3 Das von Wicklungsströmen erzeugte Drehmoment und die Drehmomentfunktion
 5.4 Das elektromagnetische Drehmoment als Funktion von Luftspaltgrößen

[letzte Änderung 09.01.2010]
Lehrmethoden/Medien:
Skript, Folien, Beamer, PC

[letzte Änderung 09.01.2010]
Literatur:
M.V.K. Chari, S.J. Salon: „Numerical methods in Electromagnetism“, Academic Press, 2000
N. Bianchi: „Electrical Machine Analysis Using Finite Elements“, CRC Taylor and Francis, 2005
S.J. Salon: „Finite Element Analysis of Electric Machines“, Kluwer Academic Publishers, 1995
Benutzerhandbücher verschiedener Softwarehersteller

[letzte Änderung 09.01.2010]
[Mon May 25 22:40:18 CEST 2020, CKEY=ecmie, BKEY=em, CID=E926, LANGUAGE=de, DATE=25.05.2020]