Elektromagnetische Auslegung und Optimierung einer fremderregten, hohlleitergekühlten Axialflussmaschine

Institute

Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme (TUM-ED)

Type

Master's Thesis /

Content

theoretical /  

Description

Am Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme wird eine fremderregte Axialflussmaschine mit direkt gekühlten Rotor- und Statorwicklungen entwickelt. Durch den Einsatz von Hohlleitern können hohe Stromdichten und damit eine hohe Leistungsdichte der elektrischen Maschine erreicht werden. Gleichzeitig ergeben sich durch die Axialflussbauweise und die fremderregte Rotortopologie zahlreiche Freiheitsgrade bei der elektromagnetischen Auslegung.  

 

Ziel dieser Abschlussarbeit ist die elektromagnetische Optimierung der Axialflussmaschine hinsichtlich Drehmoment, Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Drehmomentwelligkeit. Hierfür soll ein bestehendes parametrisches Simulationsmodell in Ansys Maxwell weiterentwickelt und für automatisierte Sensitivitätsanalysen und Optimierungen eingesetzt werden. Mithilfe von Ansys optiSLang sollen die relevanten geometrischen und elektromagnetischen Einflussgrößen identifiziert, geeignete Optimierungsziele und Randbedingungen definiert und unterschiedliche Maschinenvarianten systematisch untersucht werden. Abschließend soll ein optimiertes Maschinendesign abgeleitet und anhand detaillierter FEM-Simulationen bewertet werden.

Die folgenden Aufgaben werden Teil Ihrer Studienarbeit sein: 

• Einarbeitung in das bestehende Konzept und Simulationsmodell einer fremderregten, hohlleitergekühlten Axialflussmaschine
• Weiterentwicklung und Parametrisierung des elektromagnetischen FEM-Modells in Ansys Maxwell
• Aufbau eines automatisierten Optimierungsworkflows mit Ansys optiSLang einschließlich Sensitivitätsanalyse und Design of Experiments
• Durchführung einer Multi-Objective-Optimierung hinsichtlich Drehmoment, Leistungsdichte, Wirkungsgrad, Verlusten und Drehmomentwelligkeit
• Bewertung und Validierung ausgewählter Designvarianten sowie übersichtliche Darstellung der Ergebnisse 

 

Requirements

• Sehr gute Kenntnisse und ein ausgeprägtes Verständnis elektrischer Maschinen und elektromagnetischer Felder
• Gute Kenntnisse der Finite-Elemente-Methode und der numerischen Simulation elektromagnetischer Systeme
• Idealerweise praktische Erfahrung mit Ansys Maxwell oder vergleichbarer FEM-Software
• Interesse an parametrischer Optimierung sowie idealerweise erste Erfahrung mit Ansys optiSLang, MATLAB oder Python
• Selbstständige, strukturierte und wissenschaftliche Arbeitsweise
• Selbstständige, strukturierte und wissenschaftliche Arbeitsweise

Tags

Brosdetzko

Possible start

sofort

Contact

Daniel Brosdetzko
daniel.brosdetzkotum.de

Announcement