Christian Digel

Felix Hoffmann

Motivation

Das Elektrotechnische Institut verfügt über eine automatisierte Toolkette zur Auslegung elektrischer Maschinen. Insbesondere bei datenbasierter Surrogate Optimierung, wo eine hohe Anzahl initial simulierter Maschinen als Trainingsdatensatz benötigt werden, kommt diese zum Einsatz. Aktuell umfasst die Toolkette nur eine elektromagnetische Analyse der Maschine. Um hohe Leistungsdichten realisieren zu können ist jedoch eine multi-physikalische Optimierung der Maschine nötig. Aus diesem Grund soll die bestehende Toolkette um eine thermische Abschätzung erweitert werden. Dies ermöglicht eine vollständige und effiziente Optimierung der Maschine früh im Auslegungsprozess.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist die Integration einer thermischen Abschätzung der Maschine in die bestehende Auslegungsumgebung. Dazu soll automatisiert anhand der in der Toolkette vorhandenen Geometriedaten ein entsprechendes thermisches Netzwerk in Ansys MotorCAD erstellt werden. Aus den thermischen Netzwerken sollen die sich einstellenden Maximaltemperaturen in Magnet und Wickelkopf extrahiert werden und daraus eine Dauerleistung und temperaturabhängige Verluste bestimmt werden. Für das Netzwerk sollen sinnvolle Vereinfachungen und Randbedingungen gefunden werden. Die Randbedingungen sollen flexibel implementiert sein, sodass nachträgliche Änderungen möglich sind. Die sich einstellenden Temperaturen sollen mit vorhanden FEM Simulationen abgeglichen werden. Wenn möglich erfolgt auf Basis der erweiterten Toolkette eine Maschinenoptimierung mit mechanisch/thermischen Randbedingungen.