Numerische Berechnung der Wirbelstromverluste von Drehstrom-Klauenpolgeneratoren:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2003
|
Schriftenreihe: | Berichte aus der Elektrotechnik
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
DIE
TECHNISCHE
ENTWICKLUNG
DES
KLAUENPOLGENERATORS
3
2.1
HISTORISCHER
UEBERBLICK
.
3
2.2
AUFBAU
UND
FUNKTION
.
7
2.3
ENTWICKLUNGSTENDENZEN
.
11
2.4
KLASSISCHE
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
13
2.4.1
STAND
DER
TECHNIK
BEI
NUMERISCHEN
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
.
14
2.4.2
BESTIMMUNG
DER
BETRIEBSPUNKTE
.
15
2.4.3
LEISTUNGSBILANZ
.
21
3
TRANSIENTE
BERECHNUNGSVERFAHREN
AUF
BASIS
FINITER
ELEMENTE
25
3.1
VEKTORPOTENTIALANSAETZE
FUER
WIRBELSTROMPROBLEME
.
26
3.1.1
MAXWELLSCHE
GLEICHUNGEN
UND
MATERIALGLEICHUNGEN
.
27
3.1.2
STETIGKEITS
UND
RANDBEDINGUNGEN
.
28
3.1.3
AE
-
AE,
F
ANSATZ
.
29
3.1.4
A-ANSATZ
.
31
3.1.5
ZEITLICHE
DISKRETISIERUNG
.
32
3.1.6
NORMIERUNG
DES
A
-
A,T
ANSATZES
.
34
3.1.7
VEKTORPOTENTIALANSAETZE
IN
MATRIXSCHREIBWEISE
.
35
3.1.8
RANDBEDINGUNGSDEFINITION
.
36
3.1.8.1
UNAERE
RANDBEDINGUNGEN
.
37
3.1.8.2
BINAERE
RANDBEDINGUNGEN
.
38
3.1.9
BETRACHTUNG
DER
RANDFLAECHEN
VON
WIRBELSTROMGEBIETEN
.
38
3.1.10
EINSATZBEREICH
DER
VERWENDETEN
VEKTORPOTENTIALANSAETZE
.
39
3.2
BERUECKSICHTIGUNG
NICHTLINEARER
MATERIALEIGENSCHAFTEN
.
40
3.2.1
NEWTON-RAPHSON-VERFAHREN
.
40
3.2.2
GLAETTUNG
DER
MATERIALKENNLINIEN
.
42
II
INHALTSVERZEICHNIS
3.3
EINPRAEGUNG
VON
STROEMEN
IN
BELIEBIGE
SPULENGEBIETE
.
43
3.4
REALISIERUNG
DER
ROTATIONSBEWEGUNG
.
46
3.4.1
BEWEGUNGSARTEN
.
47
3.4.2
RANDBEDINGUNGEN
IN
DER
BEWEGUNGSSCHICHT
.
47
3.4.3
LOCK-STEP-METHODE
.
48
3.5
POSTPROCESSING-WERKZEUGE
.
49
3.5.1
LINEARISIERTE
MAGNETISCHEN
ENERGIE
.
50
3.5.2
WIRBELSTROMVERLUSTE
.
50
3.5.3
VERLUSTENERGIEDICHTE
ODER
ZEITLICH
GEMITTELTE
VERLUSTDICHTE
.
.
51
3.6
ADAPTIVE
VERNETZUNG
.
51
3.6.1
FEHLERKRITERIUM
DES
GRADIENTEN
DES
WIRBELSTROMS
.
52
3.6.2
FEHLERKRITERIUM
DER
STETIGKEIT
AN
ELEMENTGRENZEN
.
52
4
IMPLEMENTIERUNG
DER
TRANSIENTEN
WIRBELSTROMSOLVER
55
4.1
INTEGRATION
IN
EINE
OBJEKTORIENTIERTE
ENTWICKLUNGSUMGEBUNG
.
56
4.1.1
IMPLEMENTIERUNG
DER
TRANSIENTEN
ANSAETZE
.
58
4.1.1.1
KLASSENHIERARCHIE
DES
ZEITSCHRITTVERFAHRENS
.
60
4.1.1.2
KLASSENHIERARCHIE
DER
LOESUNG
DES
GLEICHUNGSSYSTEMS
61
4.1.2
VIRTUELLE
BEWEGUNG
DURCH
RANDBEDINGUNGEN
.
64
4.2
PARALLELISIERUNG
.
67
4.2.1
ZEITLICHER
ABLAUF
DER
PARALLELEN
SOLVER
.
68
4.2.2
EFFIZIENZ
DES
PARALLELEN
SOLVERS
.
70
4.3
VERIFIZIERUNG
DER
TRANSIENTEN
SOLVER
.
71
4.3.1
VERGLEICH
MIT
ANALYTISCHEN
BERECHNUNGEN
.
71
4.3.2
VERGLEICH
MIT
EINEM
NUMERISCHEN
REFERENZPROBLEM
.
76
4.3.3
VERGLEICH
MIT
EINEM
NUMERISCHEN
SOLVERPAKET
.
78
4.3.4
ERGEBNIS
DER
VERIFIZIERUNGEN
.
80
INHALTSVERZEICHNIS
III
5
WIRBELSTROMRECHNUNGEN
AN
KLAUENPOLGENERATOREN
81
5.1
DISKRETISIERUNG
DER
GEOMETRIE
.
82
5.1.1
RANDBEDINGUNGEN
.
84
5.1.1.1
RANDBEDINGUNGEN
AN
DEN
MODELLGRENZEN
.
84
5.1.1.2
RANDBEDINGUNGEN
IN
DER
BEWEGUNGSFLAECHE
.
86
5.1.2
ADAPTIVE
NETZOPTIMIERUNG
.
87
5.2
BESTIMMUNG
DER
ARBEITSPUNKTE
.
88
5.3
TYANSIENTE
BERECHNUNG
DER
WIRBELSTROEME
IN
DEN
KLAUEN
.
89
5.3.1
VERGLEICH
DER
MODELLE
MIT
EINER
UND
ZWEI
POLTEILUNGEN
.
90
5.3.2
TRANSIENTE
BERECHNUNG
MIT
DEM
A
-
A,T
ANSATZ
.
93
5.3.2.1
UNTERRELAXATION
DER
LEITFAEHIGKEIT
.
94
5.3.2.2
PRECONDITIONER-SOLVER-KOMBINATIONEN
.
97
5.3.3
TRANSIENTE
BERECHNUNG
MIT
DEM
A-ANSATZ
.
99
5.3.3.1
STATISCHER
STARTSCHRITT
.
100
5.3.3.2
VERWENDUNG
UNTERSCHIEDLICHER
WIRBELSTROMGEBIETE
.
102
5.3.3.3
ADAPTIVE
NETZVERFEINERUNG
.
104
5.3.3.4
VARIATION
DES
DREHWINKELS
.
108
5.3.4
EINFLUSS
DES
WICKELKOPFS
.
110
5.3.5
VERGLEICH
DER
TRANSIENTEN
VEKTORPOTENTIALANSAETZE
.
113
5.4
VERIFIZIERUNG
DER
ERGEBNISSE
MITTELS
MESSUNGEN
.
116
5.4.1
VERLUSTSEPARATION
AM
KLAUENPOLGENERATOR
.
116
5.4.2
ABGLEICH
MIT
TEMPERATURMESSUNGEN
DER
KLAUEN
.
117
5.5
BERECHNUNG
DER
WIRBELSTROMVERLUSTE
BEI
VARIABLER
DREHZAHL
.
121
5.5.1
DREHZAHLKENNLINIEN
DER
WIRBELSTROMVERLUSTE
.
121
5.5.2
LOKALE
WIRBELSTROM
UND
ENERGIEDICHTEVERTEILUNGEN
.
124
5.5.3
AENDERUNG
DER
LOKALEN
INDUKTIONSVERTEILUNG
.
128
5.6
VERLUSTMINDERUNG
DURCH
KLAUENFORMVARIATION
.
130
5.6.1
EINFLUSS
DER
ABFASUNG
.
132
5.6.2
RILLEN
AUF
DER
KLAUENOBERFLAECHE
.
133
5.6.3
BEWERTUNG
DER
KLAUENFORMVARIANTEN
.
135
6
ZUSAMMENFASSUNG
139
IV
INHALTSVERZEICHNIS
A
NUMERISCHE
METHODEN
ZUR
FINITE-ELEMENTE-BERECHNUNG
141
A.L
MATHEMATISCHE
WERKZEUGE
.
141
A.2
KANTENBASIERTE
TETRAEDER-ELEMENTE
DER
ORDNUNG
EINS
.
141
A.3
EINTRAG
DER
RANDBEDINGUNGEN
IN
DAS
GLEICHUNGSSYSTEM
.
142
A.3.1
DIRICHLET-RANDBEDINGUNGEN
.
143
A.3.2
BINAERE
RANDBEDINGUNGEN
.
144
A.4
DAS
NEWTON-RAPHSON-VERFAHREN
.
145
A.5
DISKRETISIERUNGSVERFAHREN
NACH
GALERKIN
.
146
B
RANDBEDINGUNGEN
IN
DEN
VERWENDETEN
POTENTIALANSAETZEN
149
B.L
AE
-
A,
T
ANSATZ
.
149
B.2
A-ANSATZ
.
.
.
152
B.3
DIVERGENZFREIHEIT
DER
STROMDICHTE
AN
RAENDERN
IM
A-ANSATZ
.
154
C
ALGORITHMEN
ZUR
LOESUNG
DES
LINEAREN
GLEICHUNGSSYSTEMS
156
D
TECHNISCHE
DATEN
158
D.L
DATEN
DER
VERWENDETEN
TESTMODELLE
.
158
D.2
DATEN
DER
VERWENDETEN
KLAUENPOLGENERATOREN
.
158
D.3
PROBLEMDATEIEN
EINES
30
UND
60-MODELLS
.
159
E
FORMELZEICHEN
UND
SYMBOLE
161
LITERATURVERZEICHNIS
165 |
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