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Simcenter E-Machine Design: Beschleunigen, innovieren und optimieren Sie den Prozess zur Konstruktion Ihrer elektrischen Maschinen

von Adrian Perregaux

Entdecken Sie die Simcenter E-Machine Design-Software

Ingenieure und technische Leiter stehen in der Welt der Konstruktion elektrischer Maschinen oft vor einer gewaltigen Herausforderung. Die Produktentwicklung scheint sich manchmal jahrelang hinzuziehen, Prototypen werden akribisch gebaut und getestet, und die Kosten steigen oft weit über das Budget hinaus. Hinzu kommt, dass Ziele für Größe, Gewicht und Nachhaltigkeit immer enger gesteckt werden. Doch jetzt haben sie eine Lösung für ihre Probleme, die ihren Konstruktionsprozess transformiert und sie zum Erfolg führt.

Wir stellen die Software Simcenter E-Machine Design vor, ein Simulationstool, das den Konstruktionsprozess beschleunigt, Konstruktionen frühzeitig mit Multiphysik-Simulationen validiert und das perfekte Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten schafft. Das war die Antwort, auf die Sie gewartet haben.

Siemens ist stolz darauf, Simcenter E-Machine Design anzukündigen, das auf den Schultern von Giganten aufbaut, indem es das Beste von Simcenter SPEED, Simcenter Motorsolve und Simcenter MAGNET nutzt, um Experimente mit elektrischen Maschinen nachzubilden. Simcenter E-Machine Design wurde entwickelt, um die Elemente des V-Zyklus der elektrischen Maschine zu vernetzen und die Simcenter-Vision zu verwirklichen, Unternehmen dabei zu unterstützen, die typische Produktentwicklungszeit von 3–4 Jahren auf weniger als zwei Jahre zu reduzieren. Denken Sie an die Möglichkeit, auf einen oder mehrere physische Prototypen zu verzichten!

Kreativität lässt sich nicht aufbrauchen. Je mehr Sie verwenden, desto mehr haben Sie.

Maya Angelou, Autorin und Menschenrechtsaktivistin.

Wenn Scheitern keine Option ist

Aber was macht Simcenter E-Machine Design wirklich außergewöhnlich? Lassen Sie uns in seine fesselnden Funktionen eintauchen:

Erstens verwendet Simcenter E-Machine Design einen vorlagenbasierten Konstruktionsansatz. Ingenieure können vordefinierte Vorlagen nutzen, die speziell auf elektrische Maschinen zugeschnitten sind, und sie können Hunderte von Maschinen virtuell entwickeln, ohne FE-Experten zu sein. Dies verkürzt nicht nur die Konstruktionszeit, sondern ermöglicht es ihnen auch, über den Tellerrand hinauszuschauen und ihre Kreationen zu optimieren.

Temperatur zerstört Motoren

Toshiba-Motoren
Ein GIF, das die Temperaturänderung bei laufendem Motor für eine Maschine ohne Kühlung (oben) und eine Maschine mit Kühlung (unten) zeigt
Abbildung 1: Vergleichen Sie die Motortemperaturen mit und ohne Kühlung.

Zweitens bietet Simcenter E-Machine Design die Vorteile einer frühen multiphysikalischen Validierung. Konstrukteure haben die Möglichkeit, Simulationen schon früh in der Konstruktionsphase einzusetzen, um potenzielle Fehlerquellen vorausschauend zu identifizieren und eine stabile Funktionalität zu gewährleisten. Die thermische Leistung des Motors steht im Mittelpunkt, da die Temperatur über seine Zuverlässigkeit und Lebensdauer entscheiden kann. Wie Toshiba Motors sagt, „Temperatur zerstört Motoren“ und zwar deshalb, weil ein Anstieg von nur 10 Grad die zu erwartende Lebensdauer einer Maschine halbieren kann.
 Mit diesem Tool können Konstrukteure Überhitzungsprobleme vorhersagen und minimieren, indem sie schnelle elektrothermische Simulationen in einem einzigen Tool durchführen.

Geraten Sie nicht ins Hintertreffen, wenn andere schon mit Axialflussmaschinen arbeiten ...

Und es gibt noch einen weiteren spannenden Aspekt: Simcenter E-Machine Design umfasst jetzt ein Modul für Axialflussmaschinen. Dieses Modul bietet einzigartige Funktionen, mit denen Konstrukteure die Leistung von Axialflussmaschinen in Sekundenschnelle prognostizieren können. Dank der Kombination von Schnittstellenvorlagen auf der Eingangsseite und Analysefunktionen auf der Ausgabeseite können Ingenieure die Leistungsfähigkeit von Axialflussmaschinen schnell nutzen. Diese Maschinen werden in vielen Sektoren erforscht, da die Möglichkeit der Stapelung das Potenzial bietet, die Leistung deutlich zu verbessern. Anwender können nun axiale versus radiale Flussalternativen bewerten und sich selbst davon überzeugen, ob höhere Leistungsdichten erreicht werden können.   Viele glauben, dass diese Maschinen die Zukunft der Elektromobilität prägen könnten.

Aber die Magie hört hier nicht auf. Simcenter E-Machine Design ermöglicht Konstrukteuren, die elektrische Maschine innerhalb des Antriebsstrangs durch die Integration mit dem Simcenter-Portfolio zu validieren. Die Möglichkeit einer digitalen Integration Ihrer Komponenten ermöglicht es Ihnen, mit höherer Zuversicht in die Phase des physischen Prototyps überzugehen und teure Fehler zu vermeiden.

Workflow der Axialflussmaschine

Die drei Beispiele für diese Integration, die unseren Partnern einen Mehrwert bieten, sind:

Design ist nicht nur das, wonach es aussieht und sich anfühlt. Design ist, wie es funktioniert.“

Steve Jobs, Mitbegründer von Apple, Inc.

Sie haben alles zu gewinnen

Systemintegration: Die Optimierung der elektrischen Maschine innerhalb des Systems ist der einzige Weg, um die nächste Effizienzebene zu erschließen und Ihre elektrische Anwendung auf ein höheres Niveau zu bringen. Simcenter E-Machine Design ermöglicht Ihnen die Erstellung genauer Modelle reduzierter Ordnung (ROMS),

die für eine mechatronische Simulation nahtlos in Simcenter AMESIM integriert werden. Wenn Sie an einer Wechselrichter-Motor-Integration interessiert sind, können Sie Ihre ROMs auch in die Xpedition-Software oder die PartQuest-Software Explore integrieren.

Die Simcenter Amesim-Benutzeroberfläche während der Umsetzung eines E-Maschinen-Projekts.

Thermische Integration: Um Effizienz und Leistung zu steigern, erforschen die Konstrukteure immer komplexere Kühlstrategien. Je komplexer die Kühlung ist,  desto unverzichtbarer wird die Simulation, um sicherzustellen, dass alles wie beabsichtigt funktioniert. Aus diesem Grund hilft Ihnen Simcenter E-Machine Design, Ihr Modell zu nutzen und detaillierte Multiphysik-Lösungen in Simcenter STAR-CCM+ zu erstellen, wie unser Kollege Gaetan hier erklärte.

Mechanische Integration: Insbesondere die Validierung der NVH-Leistung der Maschine, des Getriebes und des Gehäuses kann ein Albtraum sein. Klassische Ansätze, die die Integration zwischen den elektromagnetischen Lasten und der Übertragung nicht berücksichtigen, erweisen sich immer wieder als unzureichend. Deshalb hilft Ihnen Simcenter, den integrierten E-Antrieb genau nachzubilden und die NVH-Werte des Systems zu überprüfen.   Sie können Ihre Ergebnisse testen und mit dem physischen System korrelieren.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Vertiefen Sie das Thema mit diesem On-Demand-Webinar.

Die Berücksichtigung der Auswirkungen elektromagnetischer Lasten, die sich durch das Getriebe und das Gehäuse ausbreiten, ermöglicht eine genauere Überprüfung der NVH des E-Antriebs.
Abbildung 2: Die Berücksichtigung der Auswirkungen elektromagnetischer Lasten, die sich durch das Getriebe und das Gehäuse ausbreiten, ermöglicht eine genauere Überprüfung der NVH des E-Antriebs.

Ich spüre den Drang – den Drang nach Tempo!

Tom Cruise als Peter „Maverick“ Mitchell in Top Gun.

Haben Sie Lust auf mehr?

Die Entwicklung elektrischer Maschinen verändert sich in rasantem Tempo. Mit Simcenter E-Machine Design als Verbündeten können Konstrukteure Herausforderungen meistern, ihre Markteinführungszeit beschleunigen und Produkte von unvergleichlicher Qualität, Effizienz und Leistung erschaffen.

Sind Sie bereit, die Geschwindigkeit zu erhöhen? Tauchen Sie mit diesem Podcast in die Welt von Simcenter E-Machine Design ein und reflektieren Sie Ihren Konstruktionsprozess. Gemeinsam können wir eine spannende Partnerschaft eingehen und die Zukunft der Konstruktion elektrischer Maschinen neu gestalten.

Um mehr über dieses neue Produkt zu erfahren, besuchen Sie unsere Webseite:

Adrian Perregaux, Simcenter E-Machine Design Product Manager, erläutert die Hintergründe der EMAG-Simulation und wie das neue Produkt bestehende Möglichkeiten verbessert.

Oder erfahren Sie in diesem Blog mehr über die neuesten Versionen von Simcenter Mechanical:

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