TP6-Weiland

TP 6

Multiskalenmodellierung und Parameterextraktion in der Simulation umrichtergespeister Antriebe

Betreuer Prof. Dr.-Ing. T. Weiland

Bearbeiter Dipl.-Ing. Z. Cay

Prof. Dr.-Ing. T. Weiland
Prof. Dr.-Ing. T. Weiland

Dipl.-Ing. Z. Cay
Dipl.-Ing. Z. Cay

Von höherfrequenten Effekten gefährdete Teile des Maschine-Umrichter-Aggregats sind z.B. die Wicklungen, die Lager, die Varistoren im Einsatz sowie die leistungselektronischen Komponenten im Umrichter. Meistens sind diese Ersatzmodelle für Maschinenkomponenten nur für niedrige Frequenzbereiche entwickelt worden. Außerdem führt die hohe Beanspruchung dazu, dass die eingesetzten Materialien im nicht-linearen Teil ihrer Charakteristiken angesteuert werden. Zusätzlich sorgen die dabei entstehenden thermischen Verluste für eine nicht-lineare und gekoppelte Beeinflussung des Gesamtsystems. In die Ersatzmodelle für die durch höherfrequente Parasitäreffekte gefährdeten Antriebsteile sollen die Frequenzabhängigkeit und die Nicht-Linearität des Verhaltens aufgenommen werden. Dazu werden Verfahren zur Ordnungsreduzierung von nicht-linearen Modellen benötigt. Zur Modellierung des gesamten Maschine-Kabel-Umrichter-Aggregats unter höherfrequenter Beanspruchung sind vor allem frequenzabhängige und nicht-lineare Teilmodelle für die Lager, Varistoren und Wicklungen (siehe TP3-DeGersem) sowie für die leistungselektronischen Komponenten (siehe TP5-Mutschler) erforderlich. Im Teilprojekt bestehen drei Schwerpunkte:

  • die Modellierung der Lagerströme mit der Zielsetzung die Durchschlagsfestigkeit von Schmierfilmen zu untersuchen
  • die transiente Simulation von elektrischen Stromdichteverteilungen in Varistoren, die im Zusammenhang mit umrichtergespeisten Antrieben möglicherweise als kostengünstige Überspannungsbegrenzungen eingesetzt werden können.
  • die Berechnung induktiver Feldbeeinflussungen in Umrichtern
Elektrische Potentialverteilung eines Überspannungsableiters
Elektrische Potentialverteilung eines Überspannungsableiters

Das Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder dankt der Firma

Computer Simulation Technology GmbH

Bad Nauheimer Str. 19

D-64289 Darmstadt

Germany

für die materielle Unterstützung.

Stand der Arbeit