Anwendungsbeispiele: Elektromagnetik

Verlustbestimmung eines PM-Synchronmotors in Maxwell 3D

Bestimmung der Wirbelstromverteilung in Permanentmagneten einer drehenden Synchronmaschine unter Last.

Aufgabenstellung

Durch den Einsatz leistungsfähiger Magnetmaterialien gewinnt die Bestimmung der Wirbelstromverluste im Rahmen der Auslegung permanenterregter Synchronmaschinen weiter an Bedeutung.

Die numerische Lösung einer solchen Aufgabenstellung umfasst die transiente 3D Simulation
des drehenden Rotors unter Berücksichtigung von Nichtlinearitäten und Wirbelstromeffekten.
Aufgrund des in MAXWELL 3D implementierten T-Omega Ansatzes unter Verwendung quadratischer Kantenelemente konnte diese Aufgabenstellung innerhalb weniger Stunden erfolgreich umgesetzt werden.

Das zugrundeliegende Modell umfasst einen antiperiodischen Sektor der halben Maschine.
Die Anregung des 3-phasigen Systems erfolgt durch die Definition der Stromamplitude in Verbindung mit der Anzahl der (in der Realität vorhandenen) Windungen.

Ergebnisse

Neben dem Verlauf des Antriebsmomentes, wird insbesondere die räumliche Verteilung der Wirbelströme in den Magneten auswertbar. Die nachfolgende Bestimmung der Temperaturverteilung der Maschine in ANSYS/Mechanical, ermöglicht weitere Erkenntnisse.