Simulationslösungen für Elektroantriebe

Simulationsspezialist Cadfem zeigt auf der SPS IPC Drives (Halle A6, Stand 260) mit den Softwarepaketen von Ansys und dem Motor-CAD-System von MDL wie sich Entwurf und Auslegung von Elektromotoren mit numerischen Berechnungen optimieren lassen. 

Vom Konzeptdesign bis zu Systemüberprüfung kann sowohl mit elektromagnetischen als auch mit thermischen Simulationslösungen das physikalische Verhalten der zukünftigen Produkte analysiert, bewertet und verbessert werden. Dabei kommen die Softwarepakete von ANSYS und das Motor-CAD-System von MDL zum Einsatz.

Motor-CAD ist ein Softwarepaket für den Entwurf von Elektromotoren und Generatoren. Um die elektromagnetische Performance und die Kühlung bereits in der Designphase zu berücksichtigen, stehen Motor-CAD EMag, Motor-CAD Therm und Motor-CAD Lab zur Verfügung. Alle Eingaben werden über maschinenspezifische Eingabefelder definiert und mit praxisbewährten Standardwerten unterfüttert. Das Verhalten eines Motordesigns in verschiedenen Einsatzprofilen wird in wenigen Minuten berechnet, sodass Produktentwickler schnell unterschiedliche Varianten durchspielen und ihr Design schrittweise verfeinern können.

Mit Motor-CAD Lab erfolgt eine kombinierte Betrachtung der Effektivität mit dem Fahrzyklus, um die Eignung des Maschinendesigns für das geforderte Fahrprofil abzugleichen. Die umfangreiche Bibliothek von Maschinentypen und Kühlkonzepten sowie die hohe Berechnungsgeschwindigkeit im Bereich weniger Minuten ermöglichen es, das Design zur Abstimmung der thermischen und magnetischen Eigenschaften zielgerichtet auf das Fahrprofil und die Anforderungen anzupassen. Auf Basis eines solchen voroptimierten Entwurfs liefern weitergehende Betrachtungen per FEM-Berechnung und CFD-Analyse detaillierte Aussagen über das physikalische Verhalten mit hoher Realitätstreue. Die Magnetfeldsimulation mit Ansys Maxwell bildet den Einfluss von 3D-Effekten ab und sichert die Robustheit in unterschiedlichen Szenarien.

Verwendung von automatischen Checks

Aufgrund der großen Bedeutung der thermischen Eigenschaften, was die Ausfallsicherheit aber auch die Materialkosten betrifft (Materialklassen für Magnete und Isolation), lassen sich thermische Analysen für verschiedene Betriebsarten durchführen. Das reicht von Betrachtungen einzelner Komponenten mit hohem Detailgrad über Gesamtbetrachtungen bei komplexen Einbausituationen in Form von 3D-Strömungsanalysen mit Ansys CFD und Ansys Icepak bis hin zu Systemanalysen mit 1D-Strömungsmodellen im Ansys Twin Builder.

Cadfem unterstützt diesen anspruchsvollen Entwicklungsprozess durch ein Angebot ineinander­greifender Simulationswerkzeuge, effizienter Workflows und einer erfahrenen Mannschaft von Experten, die es gewohnt sind, domänenübergreifende Lösungen zu liefern.

Weitere Informationen: www.cadfem.de/motor-cad  

Cadfem auf der SPS IPC Drives: Halle 6, Stand 260 – Bayern Innovativ