F O C U S 2 1
sche Drehmoment sowie die elektrischen
Verluste (Kupfer-, Eisen- und
Magnetverluste) ermittelt werden. In
Kombination mit den mechanischen
und den Strömungsverlusten wird im
Anschluss das Wirkungsgradkennfeld
bestimmt.
Die ermittelten Verluste dienen aber
auch als Wärmequellen in der thermischen
Analyse. Dazu benötigt
man ein 3D-Berechnungsnetz, das
sowohl die unterschiedlichen Materialien
wie Statorbleche, Kupferdrähte
mit Isolationslack etc. als auch die
strömenden Kühlmedien für unterschiedlichste
Kühlkonzepte abbildet.
Für die thermische Analyse sind
einerseits die am 2D-Modell ermittelten
Wärmequellenverteilungen auf
die gesamte E-Maschinen-Struktur
zu verteilen, andererseits die Wärmeübergänge
zwischen den unterschiedlichen
Medien festzulegen.
EIN GUT INTEGRIERTER WORKFLOW
IST WICHTIG
AVL FIRE™ bietet mit dem vorhandenen
PolyMesher die Möglichkeit,
solche Multi-Material-Netze effi zient
zu erzeugen und aufgrund der vorhandenen
Strömungssimulation am
selben Modell die Wärmeübergänge
zwischen Kühlmedium und Struktur
zu bestimmen. Abschließend können
die Temperaturverteilungen berechnet
werden. Die daraus resultierenden
lokal unterschiedlichen Betriebstemperaturen
beeinfl ussen aufgrund
des stark temperaturabhängigen Materialverhaltens
das elektromagnetische
Verhalten der E-Maschine. Die
exakte Analyse erfordert einen iterativen
Prozess, in dem die Randbedingungen
kontinuierlich entsprechend
den vorhandenen Ergebnisdaten aktualisiert
werden. Diese Vorgehensweise
erfordert einen gut integrierten
Workfl ow.
Erst nach Erreichen eines elektrothermisch
stabilen Zustands können
die am Luftspalt wirkenden Kräfte
und Torsionsmomente ermittelt werden,
die als Anregungen der Rotor-
und Statorstrukturen für die NVHSimulationen
mit AVL EXCITE™
dienen. Zur Beurteilung des Schwingungsverhaltens
ist es erforderlich,
die elektromagnetische Berechnung
für unterschiedliche Bestromungen
aber auch Rotorauslenkungen durchzuführen.
Für die hochfrequente Stator-Akustik
werden aus der magnetischen
Flussdichteverteilung die dynamischen
Zahnkräfte und -momente
abgeleitet. Diese werden auf die Stator
Struktur zur Berechnung der
frequenzabhängigen Oberflächengeschwindigkeiten
der Gehäusestruktur
aufgebracht. Mithilfe von
AVL EXCITE™ Acoustics wird daraus
die Schallabstrahlung ermittelt.
Von den in der Layout- und Designphase
erstellten Detailmodellen können
vereinfachte AVL CRUISE™
M-Simulationsmodelle abgeleitet
werden, die in weiterer Folge als
Echtzeitmodelle im Rahmen der
Funktionsentwicklung, bei Integrationstests
sowie in der Komponenten
und System-Kalibrierung eingesetzt
werden. <