Virtueller Produktentwicklungsprozess für Elektromotoren:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2008
|
| Schriftenreihe: | Aachener Schriftenreihe zur elektromagnetischen Energiewandlung
4 |
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| adam_text | VIRTUELLER PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS FUER ELEKTROMOTOREN VON DER
FAKULTAET FUER ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK DER
RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE
DISSERTATION VORGELEGT VON DIPLOM-INGENIEUR MARC CHRISTIAN SCHOENING AUS
OBERHAUSEN BERICHTER: UNIV.-PROF. DR.-ING. HABIL. DR. H. C. KAY HAMEYER
UNIV.-PROF. DR.-ING. HABIL. ROLF HANITSCH TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG:
18. JUNI 2008 D 82 (DISS. RWTH AACHEN) INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1
2 ENTWICKLUNG DES AUSLEGUNGSPROZESSES FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN 5 2.1
ANFORDERUNGEN AN HEUTIGE AUSLEGUNGSPROZESSE 5 2.2 STAND DER TECHNIK 7
2.2.1 DER AUSLEGUNGSPROZESS 7 2.2.2 VERWENDETE BERECHNUNGSWERKZEUGE 9
2.2.2.1 SPEZIALISIERTE SOFTWAREPAKETE 9 2.2.2.2 ALLGEMEINE
SOFTWAREPAKETE 10 2.2.2.3 FAZIT 10 2.2.3 ERGEBNISVISUALISIERUNG 10 2.3
ENTWICKLUNGSTENDENZEN 11 3 VIRTUELLER PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESS 13 3.1
BEDEUTUNG DES PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSES 13 3.2 VORTEILE DES
VIRTUELLEN PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSES 15 3.3 PRODUKTMODELLIERUNG 16
3.3.1 PRODUKTPHASEN , 17 3.4 ANFORDERUNGEN 19 4 ELEKTROMAGNETISCHE
AUSLEGUNG 2 1 4.1 ANALYTISCHE BERECHNUNG DER PMSM 21 4.1.1
LUFTSPALTINDUKTION 21 4.1.2 STATORINNENDURCHMESSER 22 4.1.3
STATORDIMENSIONIERUNG 23 4.1.4 ROTORBERECHNUNG 24 4.1.5 VERLUST- UND
LEISTUNGSBERECHNUNG 25 4.1.6 WICKLUNGSSCHEMA 26 4.1.7 ERGEBNISSE 27
INHALTSVERZEICHNIS 4.2 NUMERISCHE SIMULATION 28 4.2.1 GEOMETRIE- UND
NETZERSTELLUNG 29 4.2.1.1 ROTORBAUFORMEN 29 4.2.1.2 STATORBAUFORMEN 30
4.2.2 FINITE ELEMENTE ANALYSE 31 4.2.3 TRANSIENTE PROBLEMSTELLUNG 32
4.2.4 ERGEBNISSE 32 4.2.4.1 INDUZIERTE SPANNUNG 32 4.2.4.2 RASTMOMENT 33
4.2.4.3 BESTIMMUNG DES LASTWINKELS 34 4.2.4.4 STATORVERLUSTE . . .- 36
4.2.4.5 OBERFLAECHENKRAFTDICHTE 37 4.3 KOPPLUNG DER ELEKTROMAGNETISCHEN
BERECHNUNGSMETHODEN 38 4.3.1 GEWAEHLTER ANSATZ 38 4.3.2 VERIFIKATION 40 5
THERMISCHE AUSLEGUNG 43 5.1 ERWAERMUNG IN ELEKTRISCHEN MASCHINEN 43 5.2
ANALYTISCHES MODELL 44 5.2.1 WAERMEQUELLENNETZ 45 5.3 NUMERISCHE
SIMULATION 46 5.3.1 MODELLBILDUNG 46 5.3.1.1 WAERMELEITUNG 46 5.3.2
RANDBEDINGUNGEN 48 5.3.2.1 DIRICHLET 48 5.3.2.2 NEUMANN 49 5.3.2.3 ROBIN
49 5.3.2.4 STRAHLUNG . . . . 49 5.3.2.5 DUENNE UEBERGANGSSCHICHTEN 50
5.3.2.6 MODELLIERUNG DES LUFTSPALTS VON ELEKTRISCHEN MASCHI- NEN 51
5.3.3 STRUKTUR DES PROBLEMLOSERE 52 INHALTSVERZEICHNIS 5.3.4
IMPLEMENTIERUNG DER RANDBEDINGUNGEN 54 5.3.4.1 GENERIERUNG VON
OBERFLAECHENELEMENTEN 55 5.3.4.2 STRAHLUNGSRANDBEDINGUNG 56 5.3.4.3
THERMISCHE UEBERGANGSSCHICHTEN 57 5.3.4.4 LUFTSPALT 58 5.3.5 VERIFIKATION
59 5.3.5.1 EINDIMENSIONALE ANALYTISCHE ANORDNUNG 59 5.3.5.2 STRAHLUNG 63
5.3.5.3 DUENNE THERMISCHE UEBERGANGSSCHICHTEN 65 5.3.5.4 RANDBEDINGUNG FUER
DIE STROEMUNGSERFASSUNG 67 6 AKUSTISCHE SIMULATION 71 6.1
KRAFTTRANSFORMATION 71 6.2 STRUKTURDYNAMISCHE SIMULATION 73 6.2.1
KOERPERSCHALLMASS 74 6.3 AKUSTISCHE SIMULATION 75 6.3.1 SCHALLDRUCKPEGEL
77 6.3.2 GESAMTSCHALLLEISUNG 77 7 IMPLEMENTIERUNG DES VIRTUELLEN
PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSES 79 7.1 ANFORDERUNGEN 79 7.2 UML 79 7.3
PYTHON 80 7.4 ARCHITEKTUR 80 7.5 MODELLBILDUNG FUER DIE ELEKTRISCHE
MASCHINE 81 7.5.1 VERWALTUNG DER DATEN 83 7.5.2 OBJEKT-RELATIONALE
ABBILDUNG 83 7.5.3 DATEIBASIERTE DATENBANK 84 7.6 STRUKTUR DES
SOFTWAREKERNS 85 7.6.1 MANAGER 86 7.6.2 KALKULATIONSKLASSEN 87 7.6.3
FINITE ELEMENTE SIMULATION 87 INHALTSVERZEICHNIS 7.7
MODELLIERUNGSSPRACHE 88 7.8 GRAFISCHE BENUTZERSCHNITTSTELLE 88 7.8.1 GUI
DES PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSES 89 7.8.2 GUI FUER NUMERISCHE
SIMULATIONSERGEBNISSE 9 1 8 VIRTUELLE REALITAET 93 8.1 DEFINITION 93
8.1.1 VIRTUELLE WELT 94 8.1.2 IMMERSION 94 8.1.3 SENSORISCHES FEEDBACK
95 8.1.4 INTERAKTIVITAET - 95 8.1.4.1 GEMEINSCHAFTLICHE UMGEBUNG 96 8.2
MOTIVATION 96 8.3 ANFORDERUNGEN 98 8.4 HARDWARE 99 8.4.1 SHUTTER BRILLE
100 8.4.2 HOLOBENCH 101 8.4.3 CAVE 101 8.5 IMPLEMENTIERUNG 102 8.5.1 VTK
102 8.5.2 VISTA 103 8.5.3 ZUSAMMENFUEHRUNG 104 8.6 ANWENDUNG 104 9
ANWENDUNG DES VIRTUELLEN PRODUKTENTWICKLUNGSPROZESSES 107 9.1 DS56L 107
9.1.1 RANDBEDINGUNGEN 107 9.1.2 AUSLEGUNG 108 9.1.3 VERIFIKATION * 108
9.1.4 BERECHNUNG DER SCHALLABSTRAHLUNG 111 9.2 MBT201D-0027 113 9.2.1
ELEKTROMAGNETISCHE VERIFIZIERUNG 113 9.2.2 THERMISCHE VERIFIZIERUNG 115
INHALTSVERZEICHNIS 10 BEWERTUNG 117 11 ZUSAMMENFASSUNG 121 12 AUSBLICK
UND WEITERFUEHRENDE ARBEITEN 123 A MAGNETMATERIALIEN 125 B
BERECHNUNGSMETHODEN 126 B.L ANALYTISCHES ELEKTROMAGNETISCHES MODELL ;
126 B.L.L STATORDIMENSIONIERUNG 126 B.L.1.1 TRAPEZFOERMIGE NUTEN 127
B.L.1.2 RECHTECKIGE NUTEN 128 B.1.2 ROTORBERECHNUNG 128 B.L.3 VERLUST-
UND LEISTUNGSBERECHNUNG 129 B.2 ANALYTISCHES THERMISCHES MODELL 130
B.2.1 WAERMEUEBERGANG VON LUFT 130 B.2.2 THERMISCHE WIDERSTAENDE 130 B.2.3
LEITWERTMATRIX 133 C MATRIX- UND VEKTORDEFINITIONEN 134 D QUELLCODE 136
D.L DTD DATEI 136 D.2 MODELLIERUNGSSPRACHE 137 D.3 XRC DATEI 143 E
VERWENDETE FORMELZEICHEN 147 LITERATURVERZEICHNIS 153
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