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

Montag, 16. März 2020
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

1. Elektrische Maschinen – Gründe, warum die Wärme von elektrischen Maschinen gemanagt wird
> Welche Bauteile elektrischer 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?
> Mittelpunkte bei diesen Fragen sind die Isoliersysteme der Wicklungen, die Permanentmagnete und die Lager
> Verluste in elektrischen Maschinen, die zugleich die Quellen von Wärmeströmen sind
>> elektrische Stromwärmeverluste
>> elektrische Bürstenverluste
>> mechanische Reibung
>> elektromagnetische Eisenverluste

2. Thermisches Ersatzschaltbild
> Wärmeübertragungsarten (Wärmeleitung und Konvektion)
> Analogie zum Ersatzschaltbild elektrischer Systeme
> Einführung der Begriffe der thermischen Kapazität sowie der thermischen Widerstände
> analytisch exakte Temperaturverläufe beim Ein-Körper-Modell

3. Thermisches Ersatzschaltbild für Gleichstrommaschinen
> Auswertung und Interpretation der Angaben zum thermischen Ersatzschaltbild in Datenblättern von Gleichstrommaschinen
> Modellierung des zugehörigen thermischen Ersatzschaltbilds in LTspice
> Simulation der Temperaturverläufe für die Gleichstrommaschinen
> mögliche Maßnahmen zum Wärmemanagement
a) bei Dauerbetrieb
b) bei Kurzzeit- bzw. Teillastbetrieb
> Möglichkeiten, um die Kühlung der Maschine zu verbessern und die Wärme zu managen
> 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, 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.

Fördermöglichkeiten
Für dieses Seminar stehen Ihnen verschiedene Fördermöglichkeiten zur Verfügung.
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