Hybride Methoden zur Auslegung und Berechnung von elektrischen Maschinen in einer Virtual-Reality-Entwicklungsumgebung:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2013
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| Schriftenreihe: | Aachener Schriftenreihe zur elektromagnetischen Energiewandlung
13 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 172 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS V I I
I N D E X - V E R Z E I C H N I S X I
A B K UE R Z U N G S V E R Z E I C H N I S XIII
1 E I N L E I T U N G 1
2 M O T I V A T I O N U N D Z I E L S E T Z U N G D E R V O R L I E G E
N D E N A R B E I T 5
2.1 S T A N D DER BERECHNUNGS- UND VISUALISIERUNGSVERFAHREN 6
2.1.1 ANALYTISCHE BERECHNUNGSVERFAHREN 7
2.1.1.1 ANALYTISCHE LUFTSPALTFELDBERECHNUNG - EIN HISTORI SCHER
UEBERBLICK 7
2.1.1.2 DIE KLASSISCHE OBERWELLENTHEORIE 10
2.1.2 VISUALISIERUNGSVERFAHREN 11
2.2 ZIELSETZUNG 13
2.2.1 ANALYTISCHE MODELLIERUNG DES OBERWELLENVERHALTENS VON PER
MANENTMAGNETERREGTEN SYNCHRONMASCHINEN 13
2.2.2 INTERAKTIVES VISUALISIERUNGSVERFAHREN ZUR AUSWERTUNG DER ELEK
TROMAGNETISCHEN FELDBERECHNUNG 16
3 A N A L Y T I S C H E E L E K T R O M A G N E T I S C H E L U F T S P
A L T F E L D B E R E C H N U N G M I T T E L S K O N F O R M E R A B B
I L D U N G E N 1 9
3.1 LUFTSPALTFELDBERECHNUNG 19
3.1.1 ANALYTISCHE ANSATZFUNKTIONEN 19
3.1.1.1 FELDVERTEILUNG FUER SM-PMSM-ROTOREN BEI GLATTEM LUFTSPALT 20
3.1.1.2 VORBEMERKUNGEN ZU KONFORMEN TRANSFORMATIONEN . 24
3.1.1.3 BERUECKSICHTIGUNG DER STATOR-NUTUNG ALS KOMPLEXE PERMEANZFUNKTION
26
3.1.1.4 ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER DURCHFLUTUNG EINZELNER STATORSPULEN
31
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IMAGE 2
II
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
3.1.1.5 BESCHREIBUNG DER DURCHFLUTUNG BEI BELIEBIGER WICK
LUNGSVERTEILUNG 34
3.1.2 GESAMTFELDBERECHNUNG 38
3.2 BERECHNUNG VON AUSGEWAEHLTEN MASCHINENPARAMETERN AUS DER FELDVER
TEILUNG IM LUFTSPALT 39
3.2.1 KRAFT- UND DREHMOMENTBERECHNUNG MITTELS MAXWELL SCHEM
SPANNUNGSTENSOR 39
3.2.2 BERECHNUNG ABGELEITETER GROESSEN 41
3.2.2.1 FLUSSVERKETTUNG 41
3.2.2.2 INDUZIERTE SPANNUNG 43
3.2.2.3 INDUKTIVITAET 44
3.3 SYSTEMATISCHE UNTERSUCHUNG DER IDEALEN ANALYTISCHEN FELDBERECH NUNG
MITTELS KONFORMER ABBILDUNGEN IN HINBLICK A U F AEQUIVALENTE F E
SIMULATIONEN 45
3.3.1 GLATTER LUFTSPALT 46
3.3.2 LEERLAUF 51
3.3.3 NENNLAST 54
3.4 ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG 57
3.5 EINSCHRAENKUNGEN 58
3.5.1 GEOMETRISCHE EINSCHRAENKUNGEN 59
3.5.2 ANSATZBEDINGTE EINSCHRAENKUNGEN 60
4 F E - G E S T UE T Z T E E L E K T R O M A G N E T I S C H E L U F T S
P A L T F E L D B E R E C H N U N G M I T T E L S C M - A N S A T Z 6 1
4.1 ALLGEMEINE EXTRAKTIONSVERFAHREN FUER IDEALE CM-ANSATZFUNKTIONEN
MITTELS FINITE-ELEMENTE-METHODE 62
4.1.1 ROTORANSATZFUNKTION 63
4.1.2 KOMPLEXE PERMEANZFUNKTION 65
4.1.3 STATORANSATZFUNKTION 67
4.2 METHODISCHE ERWEITERUNGEN ZUR LUFTSPALTFELDBERECHNUNG 68
4.2.1 AUSWAHL EINES TEST-KANDIDATEN 69
4.2.2 MODIFIZIERTE GESAMTFELDBERECHNUNG 69
4.2.3 METHODIK ZUR BERECHNUNG DES FELDVERLAUFS UNTER ANNAHME VON IDEALEN
MATERIALEIGENSCHAFTEN 70
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS III
4.2.4 METHODIK ZUR BERECHNUNG DES FELDVERLAUFS UNTER A N N A H M E VON
LINEAREN MATERIALEIGENSCHAFTEN 76
4.2.5 METHODIK ZUR BERECHNUNG DES FELDVERLAUFS UNTER ANNAHME VON
NICHTLINEAREN MATERIALEIGENSCHAFTEN 79
4.3 BEWERTUNG VON EINZELASPEKTEN DER MODIFIZIERTEN LUFTSPALTFELDBERECH
NUNG 84
4.3.1 ALTERNATIVE DARSTELLUNG DER LUFTSPALTFELDBERECHNUNG 84
4.3.2 GENAUIGKEIT DER LUFTSPALTFELDBERECHNUNG 85
4.3.3 BERECHNUNGSAUFWAND 86
4.3.4 INTERPOLATION DER NICHTLINEAREN LUFTSPALTFELDBERECHNUNG . . . 8 7
4.4 VALIDIERUNG MITTELS P R O T O T Y P 92
4.4.1 AUFBAU DES PROTOTYPS 92
4.4.2 BERUECKSICHTIGUNG DER ROTORNUTUNG IN DER CM-LUFTSPALTFELDBERECHMMG
94
4.4.3 PRUEFSTANDSAUFBAUTEN 94
4.4.3.1 EINSTRAENGIGE DC-MESSUNG 95
4.4.3.2 RASTMOMENTMESSUNG 97
4.4.3.3 LEERLAUFMESSUNG 99
4.4.3.4 KURZSCHLUSSMESSUNG 99
4.5 ZUSAMMENFASSUNG 101
5 D I R E K T E I N T E R A K T I O N ALS TEIL D E R V I R T U E L L E N
R E A L I T AE T Z U R D A R S T E L L U N G D E R E L E K T R O M A G N
E T I S C H E N F E L D B E R E C H N U N G 1 0 3
5.1 VIRTUELLE REALITAET 104
5.1.1 BEGRIFFSDEFINITION 105
5.1.2 ANWENDUNG DER V R IN DER ELEKTROMAGNETISCHEN FELDBERECHNUNG 106
5.2 VON DER VISUALISIERUNG ZUR INTERAKTIVEN DATENANALYSE - MOTIVATION .
107
5.3 SOFTWAREENTWICKLUNG 107
5.3.1 P Y T H O N 107
5.3.2 VISUALIZATION TOOLKIT - V T K 108
5.3.3 VERWENDETE SOFTWARE-ARCHITEKTUR 108
5.4 AUFBAU VON I M O O S E . T R I N I T Y VOR DER ERWEITERUNG 109
5.4.1 KONZEPT DER VISUALISIERUNG 109
IMAGE 4
I V
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
5.4.2 NUTZUNG DER VTK-PIPELINE 110
5.4.3 AUFBAU DER GUI 110
5.4.4 DATENHALTUNGSSCHICHT, 111
5.4.5 GUI- UND FACHKONZEPTSCHICHT 111
5.4.6 EINSCHRAENKUNGEN 112
5 . 5 VON MOOSE.TRINITY.VR ZU I M O O S E . T R I N I T Y . N G 1 1 2
5.5.1 ANFORDERUNGEN 112
5.5.2 FACHKONZEPTSCHICHT IN B A U M S T R U K T U R 113
5.5.3 ZEIT- UND PARAMETER-ACHSEN 114
5.5.3.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN DER MEHRACHSEN-VISUALISIERUNG 114
5.5.3.2 VEREINFACHTES KONZEPT DER ZEITNAVIGATION 116
5.5.3.3 ANPASSUNG DER VTK-PIPELINE-ARCHITEKTUR 117
5.5.3.4 KONSISTENZ VON FE- UND V T K - D A T E N 118
5.5.3.5 VERWENDUNG DER PARAMETERNAVIGATION 119
5.5.4 DIREKTE MODELLINTERAKTION 120
5.5.5 INTERAKTIVE GEOMETRIEDEFINITION 120
5.5.6 DATENANALYSE AUF PARAMETERACHSEN 122
5.5.7 ANWENDBARKEIT FUER SICH WIEDERHOLENDE ARBEITSABLAEUFE 123
5.6 INTERAKTIVES POSTPROCESSING 124
5.7 ERWEITERBARKEIT DES INTERAKTIONSKONZEPTS A U F PREPROCESSING UND
PRO CESSING 130
5.8 ZUSAMMENFASSUNG 131
6 Z U S A M M E N F A S S U N G 1 3 3
7 A U S B L I C K 1 3 7
A K O E F F I Z I E N T E N D E R F L U S S D I C H T E V E R T E I L U
N G FUER O B E R F L AE C H E N - P M S M - R O T O R E N 1 4 1
B B E I S P I E L Z U R A L G E B R A I S C H E N W I C K L U N G S B E
S C H R E I B U N G N A C H K R E M S E R 1 4 2
C A N W E N D U N G S B E I S P I E L 1 4 3
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
D A N S A T Z F U N K T I O N E N D E S I E M - K L E I N D E S I G N S
1 4 5
E V T K - K L A S S E N 1 4 7
F A L L G E M E I N E B E Z E I C H N U N G E N 1 4 9
L I T E R A T U R V E R Z E I C H N I S 1 5 1
L E B E N S L A U F 1 6 5
E I G E N E V E R OE F F E N T L I C H U N G E N 1 6 7
JOURNALVEROEFFENTLICHUNGEN (MIT PEER-REVIEW) 167
VEROEFFENTLICHUNGEN IN PROCEEDINGS INTERNATIONALER KONFERENZEN (MIT
REVIEW) 168
AUSZEICHNUNGEN 170
WEITERE WISSENSCHAFTLICHE VEROEFFENTLICHUNGEN 171
BETREUTE DIPLOMARBEITEN 171
BETREUTE STUDIENARBEITEN 171
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