Wärmemanagement elektrischer Maschinen

Beschreibung

Das Seminar stellt typische Bauteile und Baugruppen von elektrischen Maschinen sowie deren thermische Grenzen vor. Es stellt den Zusammenhang zwischen der erwarteten Lebensdauer und den mittleren Temperaturen her. Anhand von thermischen Ersatzschaltbildern werden Wärmequellen, thermische Kapazitäten und Widerstände erläutert. Das Datenblatt einer Gleichstrommaschine, das auch die Parameter des thermischen Ersatzschaltbildes enthält, wird ausgewertet, um nachfolgend das dynamische und stationäre Verhalten der Gleichstrommaschine zu simulieren. Gemeinsam werden die Möglichkeiten zum Management der Wärme sowie zur Verbesserung der Kühlung erarbeitet.

Ziel der Weiterbildung

> Sie kennen die typischen Wärmequellen in elektrischen Maschinen
> Sie wissen, dass Wärmeflüsse durch thermische Ersatzschaltbilder mit konzentrierten Parametern modelliert und berechnet werden können
> Sie kennen thermische Kapazitäten und Widerstände und wissen, wie diese näherungsweise berechnet werden können
> Sie können thermische Ersatzschaltbilder simulieren, erweitern und verändern
> Sie können die simulierten Temperaturverläufe interpretieren

Die erworbenen Kenntnisse und Kompetenzen befähigen Sie, die Möglichkeiten des Managements der Wärme für diejenigen elektrischen Maschinen zu erkennen und zu diskutieren, mit denen Sie im Alltag befasst sind.

Methodik
> Vortrag, Veranschaulichung durch Simulation thermischer Ersatzschaltbilder mit LTspice, Diskussion der Simulationsergebnisse

Die Verwendung von LTspice ermöglicht, die thermodynamischen Aspekte des Wärmemanagements zu veranschaulichen und zu diskutieren. Insbesondere können die Auswirkungen von Dauer- oder Kurzzeit- bzw. Aussetzbetrieb auf die Temperaturen untersucht werden. Sie können hierfür einen eigenen mobilen Rechner oder einen PC der TAE verwenden

Teilnehmerkreis

> Techniker, Ingenieure, und Naturwissenschaftler, die das Wärmemanagement elektrischer Maschinen erlernen wollen
> Spezialisten der Leistungselektronik, Elektronik und der Embedded Systems-Programmierung, die thermische Ersatzschaltbilder auch zur Berechnung der Thermodynamik elektrischer Maschinen nutzen möchten

Inhalte

Dienstag, 9. März 2021
9:00 bis 12:15 und 13:45 bis 17:00 Uhr

Elektrische Maschinen und Gründe, warum die Wärme von elektrischen Maschinen gemanagt werden muss
> Isoliersysteme der Wicklungen, Permanentmagnete und mechanische Lager
>> Welche Bauteile in elektrischen Maschinen sind thermisch kritisch und machen es erforderlich, die Wärme zu managen?
>> Was sind typische Grenztemperaturen elektrischer Maschinen?
>> Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Lebensdauer elektrischer Maschinen?
> Verluste in elektrischen Maschinen, die zugleich die Quellen von Wärmeströmen sind elektrische Stromwärmeverluste, elektrische Bürstenverluste, mechanische Reibung, elektromagnetische Eisenverluste

Thermisches Ersatzschaltbild
> Wärmeübertragungsarten bei elektrischen Maschinen: Wärmeleitung und Konvektion
> Thermisches Ersatzschaltbild: Analogie zum elektrischen Ersatzschaltbild
>> Einführung der Begriffe der thermischen Kapazität C_th sowie der thermischen Widerstände R_th
>> analytisch exakte Temperaturverläufe beim Ein-Körper-Modell

Thermisches Ersatzschaltbild für Gleichstrommaschinen
> Auswertung und Interpretation der Angaben in Datenblättern von Gleichstrommaschinen
> Modellierung des zugehörigen thermischen Ersatzschaltbilds in LTspice
> Simulation der Temperaturverläufe für die Gleichstrommaschinen
> Diskussion der möglichen Maßnahmen zum Wärmemanagement bei Dauerbetrieb und bei Kurzzeit- bzw. Teillastbetrieb
> Plenum: gemeinsame Erarbeitung der Möglichkeiten, die Kühlung der Maschine zu verbessern und die Wärme zu managen
> optional – realitätsnahe Betrachtung: Erweiterung der thermischen Ersatzschaltbilder für den Elektromagneten und die Gleichstrommaschinen, sodass die OHM‘schen Widerstände der Wicklungen nicht mehr konstant, sondern eine Funktion der Wicklungstemperatur sind

Referenten

Prof. Dr.-Ing. Peter Heidrich
Hochschule Pforzheim, Fakultät für Technik – Bereich Maschinenbau

Termine & Preise

Extras
Die Seminarteilnahme beinhaltet Verpflegung und ausführliche Seminarunterlagen.

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt, um den optimalen Lernerfolg zu garantieren.

Kosten
Die Kosten betragen pro Teilnehmer EUR 680,00(MwSt.-frei), inklusive aller Extras.

Fördermöglichkeiten
Für diese Veranstaltung steht Ihnen die ESF-Fachkursförderung zur Verfügung.
Weitere Informationen