Wärmemanagement elektrischer Maschinen

Beschreibung

> elektrische Maschinen und Gründe, warum die Wärme von elektrischen Maschinen gemanagt werden muss

> thermisches Ersatzschaltbild
> thermisches Ersatzschaltbild für Gleichstrommaschinen

Ziel der Weiterbildung

Nach dem Seminar wissen Sie
> was die Wärmequellen P_v in elektrischen Maschinen sind
> dass die Wärmeflüsse durch thermische Ersatzschaltbilder mit konzentrierten Parametern modelliert und berechnet werden können
> was thermische Kapazitäten C_th und thermische Widerstände R_th sind und wie diese berechnet werden können
Sie können thermische Ersatzschaltbilder simulieren, erweitern und verändern, um anschließend Temperaturverläufe zu simulieren und zu interpretieren.

Teilnehmerkreis

> Techniker, Ingenieure, Naturwissenschaftler, die sich in Zukunft mit dem Wärmemanagement von elektrischen Maschinen beschäftigen
> Spezialisten der Leistungselektronik, Elektronik
> Spezialisten, die Finite-Elemente (FE) Programme zur Berechnung der Thermodynamik verwenden
> Regelungstechniker, Embedded Systems Programmierer

Seminarthemen im Überblick

Stand der letzten Durchführung:

Dienstag, 19. März 2019
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

Grundlagen
> Welche Bauteile elektrischer Maschinen sind überhaupt 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? Fokussierung hierbei auf die Isoliersysteme der Wicklungen, auf die Permanentmagnete und auf die mechanischen Lager
> Verluste in elektrischen Maschinen, die zugleich die Quellen von Wärmeströmen sind: elektrische Stromwärmeverluste, mechanische Reibung, Hysterese- und Wirbelstromverluste
> Wärmeübertragungsarten, vor allem Wärmeleitung und Konvektion: warum Wärmestrahlung bei fast allen elektrischen Maschinen vernachlässigt werden kann
> das thermische Ersatzschaltbild: Analogie zum elektrischen Ersatzschaltbild,
Einführung der Begriffe der thermischen Kapazität Cth sowie der thermischen Widerstände Rth,
analytisch exakte Temperaturverläufe beim Ein-Körper-Modell

Beispiel Elektromagnet
> grundsätzliche Diskussion des Wärmeflusses für einen konkreten Elektromagnet, vor allem anhand der zugehörigen technischen Zeichnung,
Entwicklung unterschiedlich detaillierter thermischer Ersatzschaltbilder
> praktische Berechnung der thermischen Kapazitäten Cth und der thermischen Widerstände Rth für eines der zuvor entwickelten thermischen Ersatzschaltbilder durch ausschließliche Nutzung der technischen Zeichnung und mit nur einigen wenigen thermischen Werkstoffkennwerten

Thermisches Ersatzschaltbild mit LTspice simulieren
> Modellierung des zuvor entwickelten thermischen Ersatzschaltbilds in LTspice, inklusive einer Basisschulung zur Nutzung von LTspice
> Simulation der Temperaturverläufe bei Dauerbetrieb, Nutzung der simulierten Temperaturverläufe, um die verschiedenen Möglichkeiten des Wärmemanagements für den Elektromagnet zu diskutieren,
Veränderungen und Erweiterungen des thermischen Ersatzschaltbilds derart, dass die diskutierten Verbesserungsmaßnahmen einfließen und deren Auswirkungen auf die Temperaturverläufe bewertet werden können
> Untersuchung der Thermodynamik bei gepulstem sowie bei Teillastbetrieb

Thermisches Ersatzschaltbild für zwei Gleichstrommaschinen
> Auswertung der Angaben zum thermischen Ersatzschaltbild in Datenblättern zweier Hersteller von Gleichstrommaschinen
> Modellierung des zugehörigen thermischen Ersatzschaltbilds in LTspice
> Simulation der Temperaturverläufe für die Gleichstrommaschinen,
Diskussion der möglichen Maßnahmen zum Wärmemanagement a) bei Dauerbetrieb und b) bei Kurzzeit- beziehungsweise Teillastbetrieb
> Erweiterung der thermischen Ersatzschaltbilder für den Elektromagneten und die Gleichstrommaschinen derart, dass die Ohm‘schen Widerstände der Wicklungen nicht mehr konstant, sondern eine Funktion der Wicklungstemperatur sind – so, wie dies auch in der Realität der Fall ist

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.