Effet Simulation Elektrischer Maschinen Mit ANSYS

8/9/2019 Effet Simulation Elektrischer Maschinen Mit ANSYS

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Simulation Elektrischer Maschinen mit ANSYS

Prof. Dr. Aschendorf Institut EASI 24.10.2008

Prof. Dr. Bernd AschendorfProfessor fr Elektrische Maschinen und SystemeProfessor of Electrical Machines and SystemsUniversity of Applied Sciences DortmundGermany

Simulation Elektrischer

Maschinen mit ANSYSEinbindung eines Finite-Elemente-Tools zurUntersttzung von Lehrveranstaltungen

zu Elektrischen Maschinen und Antrieben


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Problem bei Lehrveranstaltungen zur

Finite-Elemente-Methode Lehrveranstaltungen zur Finite-Elemente-

Methode (Elektromagnetismus) haben einenUmfang von nur 6 SWS bei insgesamt 15Wochen

Hauptfokus liegt auf Theorie oder An-wendung am Beispiel von Ansys und derVermittlung der Funktionalitt des Tools Ansys

zur Berechnung Elektrischer Maschinen undSysteme


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Problem des Ansys Trainings

Training zur Anwendung von Ansys bestehtaus mindestens Grund- und Aufbauschulung(2 x 3-5 Tage) und 5 Tagen fr die Anwendungvon EMAG zuzglich Nacharbeit whrend desTrainings und anschlieend

Das notwendige KnowHow wird hiermit kei-nesfalls aufgebaut

Tipps und Tricks werden erst durch intensiveNutzung oder Austausch mit anderen Anwen-dern nutzbar


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Problemlsung

Aufbau eines geeigneten UntersttzungstoolsEM-Praktikum zurGenerierung multimedialer Feldbilder etc.

Begleitung eines Maschinenpraktikums

schrittweisen Generierung von Maschinenmodellen

gezielten Erlernung der APDL-Anwendung

Anwendung von UIDL-Mens

bedarfsgerechten Lsung von Berechnungsauf-gaben (induzierte Spannung, Kurzschlu, Anlauf,etc.)


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Einbettung des Tools in Ansys


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Einlesen von Maschinenparametern


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Vorgehensweise am Beispiele eines

Einphasentransformators Die Vorgehensweise von EM-Praktikum ist klar durch

ein UIDL-Men vorgegeben

Die einzelnen Prozeschritte knnen durchInterpretation der APDL-Programme nachvollzogenwerden

APDL-Programme und UIDL-Men sind nicht

gesperrt Die gewhlten Modellgeometrien sind bewut einfach

gewhlt Bei entsprechendem KnowHow knnen die APDL-

Routinen und UIDL-Mens gendert und erweitertwerden


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Element- und Materialdefinition


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Geometriegenerierung durchKeypoints und Lines


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Flchengenerierung


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Verschaltungsparameter


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Lsungsvorschlge nach

Modellgenerierung und Verschaltung


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Eingabe notwendiger Steuergren

Si l i El k i h M hi i ANSYS


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Lsungsinterpretation mit Ansys-Men

Si l i El k i h M hi i ANSYS


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Standardisierte Ausgaben desBerechnungstools bei Last

Realteil Imaginrteil

Si l ti El kt i h M hi it ANSYS


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Interpretation der Rechenergebnisse

an den Verschaltungselementen



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Direkte Auswertung der erzeugtenListen z.B. mit Excel

Leerlauf

Leerlauf

Kurzschlu

Kurzschlu



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(Technologie) I

Menoberflche in UIDL geschriebenAutomatische Konvertierung in TCL beim

Aufruf neuerer Ansys-Versionen



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(Technologie) II

Einzelmodule in APDL geschriebenKlarer Dateiaufbau passend zum Modell-

generierungsprozeAlle Dateien sind unverschlsselt, um

Befehlsstrukturen nachzuvollziehen

Alle Dateien sind nderbar, um eigeneGeometrien und Schaltungen zugenerieren



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(Technologie) III

trafo1p-daten Dateineingabetrafo1p-Elemente Elementedefintiontrafo1p-material Materialdefinition

trafo1p-geometrie Keypoint-/Liniendefinitiontrafo1p-flaechen Flaechengenerierungtrafo1p-netz Netzgenerierungtrafo1p-kopplung Kopplung von Knotentrafo1p-schalt Schaltungsgenerierungtrafo1p-aus Ausgabefilevorbereitungtrafo1p-loesxx Loesungsroutinen



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(Technologie) IV

Ansys-Befehle sind leicht nachvollziehbarZur Geometriegenerierung wurde fast aus-

schlielich die Bottom-up-Methodeverwendet

Notwendige Tricks aus zahlreichen Schu-lungen und Diskussionen mit Ansys-Support-Personal sind eingeflossen

Know-How zur transienten Rechnung ist imKontext verifizierbar



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Weitere Beispiele (I):3-Phasen-Transformator, z.B. Mantel



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Weitere Beispiele (II):fremderregte Gleichstrommaschine



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Weitere Beispiele (III):fremderregte Gleichstrommaschine

Ankerrckwirkung


W it B i i l (IV)


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Weitere Beispiele (IV):Gleichstrommaschine mit Zusatzwicklungen


W it B i i l (V)


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Weitere Beispiele (V):permanenterregte Gleichstrommaschine



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Weitere Beispiele (VI):Drehfeldentstehung



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Weitere Beispiele (VII):Synchronmaschine Vollpollufer


W i B i i l (VIII)


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Weitere Beispiele (VIII):Synchronmaschine Schenkelpollufer


W i B i i l (IX)


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Weitere Beispiele (IX):Asynchronmaschine Kfiglufer



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Fazit

EM-Praktikum ist geeignet zur Untersttzung vonElektrische Maschinen und Antriebe-Lehrveranstal-

tungen EM-Praktikum kann Praktika untersttzen EM-Praktikum kann Finite Elemente Theorie-Lehr-

veranstaltungen untersttzen

EM-Praktikum bietet eine strukturierte Modellgene-rierungsvorgehensweise

EM-Praktikum bietet standardisierte Berechnungs-methoden

EM-Praktikum ist unverschlsselt EM-Praktikum untersttzt auch Ansys-Trainingskurse



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Fazit

EM-Praktikum ist zu beziehen ber die FH Dortmund

([email protected])

Sollte EM-Praktikum nicht reichen, bietet EM-Designeine sinnvolle Ergnzung und Erweiterung

EM-Design ist zu beziehen ber die FH Dortmund([email protected])

Nutzung ohne Einweisung und Anwendungsunter-sttzung ist zweifelhaft
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