Software

Auslegung und Optimierung elektrischer Motoren

| Redakteur: Dorothee Quitter

Mit der Entwicklungsplattform Flux Motor steht Ingenieuren eine leistungsfähige Software zur Verfügung, die bei komplexen Aufgabenstellungen effektiv unterstützt.
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Mit der Entwicklungsplattform Flux Motor steht Ingenieuren eine leistungsfähige Software zur Verfügung, die bei komplexen Aufgabenstellungen effektiv unterstützt. (Bild: Altair)

Für die Vorentwicklung elektrisch angetriebener Maschinen hat Altair vor kurzem die Plattform Flux Motor vorgestellt. Mit ihr können die Maschinen inklusive Elektromotor innerhalb von Minuten modelliert, ausgelegt und wirtschaftlich beurteilt werden.

Welche Technologiefortschritte bis zur vollständigen Elektrifizierung des Personen- und Güterverkehrs auf den Straßen umgesetzt werden müssen, wird wohl jeder Experte anders beantworten. Fakt ist, dass das Zusammenspiel vieler Faktoren wie gute Ladeinfrastruktur, Reichweite, Kosten und Alltagstauglichkeit maßgeblich dafür ist, ob sich ein Käufer für den Abschied von seinem geliebten Verbrenner entscheidet. Denn wenn es um das Erreichen von Kundenanforderungen und -wünschen geht, spielt im Wesentlichen die Effizienz eine entscheidende Rolle. Nur wenn die zur Verfügung stehende Energiemenge effizient genutzt wird, können die geforderten Leistungsmerkmale erreicht werden. Dies gilt insbesondere bei der Entwicklung der elektrischen Antriebe, die ein möglichst geringes Gewicht und eine hohe Leistung aufweisen und gleichzeitig mit dem Gesamtsystem harmonieren müssen.

Komplexe elektrische Subsysteme

Da sich elektrische Subsysteme gegenseitig beeinflussen, ist es notwendig, das gesamte System zu betrachten und zu optimieren. Dynamische Interaktionen müssen frühzeitig erkannt werden, damit unerwünschten Effekten rechtzeitig entgegengewirkt werden kann. Zu den meist physikalisch miteinander gekoppelten Einflussfaktoren zählen beispielsweise elektromagnetische Strahlung, Temperaturschwankungen sowie die Interaktion mit Steuerungsgeräten. Der Umfang der zu betrachtenden Subsysteme ist beträchtlich, so verfügen die Fahrzeuge über zahlreiche Sensoren für Position, Geschwindigkeit und Temperatur, darüber hinaus gibt es Leistungselektronikbauteile wie Gleichrichter oder Inverter, Aktuatoren wie lineare oder rotatorische Stellantriebe, Energierückgewinnungssysteme, inklusive der entsprechenden Energiespeicher, mechatronische Komponenten, elektrische Verbindungen wie Kabelstränge und Batterieanbindungen und nicht zuletzt den elektrischen Antrieb an sich, in Form eines Elektromotors.

Diese Komplexität im Zusammenwirken der elektrischen Subsysteme stellt die Entwicklungsingenieure vor eine große Herausforderung, die neue Verfahren und innovative Methoden notwendig macht. Nur mit einem systemintegrativen, modellbasierenden Ansatz ist es möglich, das Zusammenwirken dieser Subsysteme zu erfassen und zielgerichtet zu optimieren. Daher setzen die Unternehmen umfangreiche Simulationswerkzeuge und -methoden ein, mit denen die Ingenieure mehrere Disziplinen gleichzeitig betrachten und Interaktionen korrekt erfassen können.

Ergänzendes zum Thema
 
Beispiel für multidisziplinären Designansatz: Elektrischer, sich selbst ausbalancierender Scooter

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