Sjednejte si s námi schůzku, rádi Vám řekneme více: 222 286 116, info@techsim.cz
Průmysl se mění... Začněte včas.

Elektrické pohony

Základem úspěšného konceptu elektrické trakce je správná volba a návrh motoru, jeho napájení a řízení. Na současné elektrické pohony jsou kladeny vysoké nároky z pohledu účinnosti, spolehlivosti, hlučnosti a ceny. K dosažení optimálního pohonu pro danou aplikaci je třeba zohlednit reálné pracovní podmínky a nároky kladené na pohon. Zabýváme se kompletním návrhovým postupem od definice požadavků na elektromotor, jeho elektromagnetickým a tepelným návrhem, optimalizací a jeho konstrukcí.

Definice požadavků na pohon - volba vhodného typu elektromotoru

Pro správné dimenzování pohonu je třeba co nejpřesněji definovat výkonové a momentové požadavky na něj kladené. Pro jejich získání využíváme 1D systémové simulace, které jsou pro získání těchto parametrů ideální. V systémové simulaci lze pohon testovat pro reálné pracovní podmínky (na základě jízdních dat zákazníka) a získat tak skutečný průběh jeho zatěžování již v raných fázích vývoje. Zároveň je díky nízké numerické náročnosti systémové simulace možné testovat velký počet variant a porovnávat je mezi sebou. Jednotlivé části pohonu lze potom správně zvolit a vyhnout se návrhovým chybám. V systémových simulacích lze stanovit, získat a ověřit následující parametry:
 

Nabízená řešení Typ analýz Použitý SW / HW
Optimalizace parametrů libovolné komponenty, např. elektromotoru, převodovky nebo bateriového packu. 1D Simcenter Amesim
Otestování pohonu pro dané zatěžovací cykly nebo rozběhy 1D Simcenter Amesim
Stanovení vlivu bateriového zdroje na pohon 1D Simcenter Amesim
Dimenzování chladícího okruhu pohonu 1D
3D CFD
Simcenter Amesim
Simcenter STAR-CCM+
Stanovení výsledné energetické bilance systému a jeho ztrát 1D Simcenter Amesim


Ukazkasystemovesimulaceelektromobilu.png

Ukázka systémové simulace elektromobilu (EV)

Elektromagnetický návrh a optimalizace elektromotoru

Provádíme návrh a optimalizaci všech typů elektromotorů. Návrh provádíme pomocí simulace, metodou konečných prvků (FEM).  Cílem těchto simulací je vytvořit návrh, který se co nejlépe hodí pro zadanou aplikaci. Konkrétním cílem analýzy může být například:

  • Snížení ztrát, zvýšení účinnosti​.

  • ​Snížení hlučnosti a zvlnění momentu.

  • ​Zvýšení maximálního momnetu a výkonu.

  • ​Snížení ceny.

​Dále lze pomocí simulací ověřovat parametry navržených elektromotorů a v předstihu odhalovat chyby v návrhu. K elektromagnetickému návrhu elektromotoru a jeho optimalizaci využíváme následující programy:
 

Nabízená řešení Typ analýz Použitý SW / HW
Elektromagnetický návrh a optimalizace všech typů motorů a generátorů 2D FEM Simcenter MotorSolve
Analýza výkonostních parametrů elektromotoru a jeho ztrát 2D FEM
2D FEM
Simcenter MotorSolve
Simcenter ThermNet
Zrychlený výpočet chlazení motoru 2D FEM Simcenter MotorSolve
Detailní výpočet elektromotoru ve 3D se započtením efektů čel vinutí 3D FEM Simcenter Magnet
Kompletní výpočet teplot v motoru a jeho chlazení 3D FEM
3D FEM
3D FEM
3D CFD
Simcenter MotorSolve
Simcenter Speed
Simcenter Magnet
Simcenter STAR CCM+
Výpočet spínacích ztrát při napájení z měniče 1D Simcenter Amesim


Elektromagnetickynavrhmotoruastanovenijehocharakteristiky.png

Elektromagnetický návrh motoru a stanovení jeho charakteristiky.

Konstrukce elektromotoru

Ve spolupráci s našimi partnerskými firmami jsme schopni zprostředkovat konstrukci námi navrženého elektromotoru, dodat příslušnou výkresovou dokumentaci na základě technologických postupů výrobce nebo zajistit vlastní prototypovou výrobu.

[Navrzenyelektromotorjsmeschopnizhmotnitvrealite.png]

Navržený elektromotor jsme schopni zhmotnit v realitě

Návrh a optimalizace chlazení

Správné chlazení se stává samostatnou kapitolou při návrhu elektromotorů a to zejména se snahou o co nejlepší poměr výkon/ hmotnost a dále s umístění výkonové elektroniky co nejblíže motoru. Přitom simulace chlazení elektromotorů je problematika, kde je třeba uvažovat s řadou aspektů. Nejdříve je třeba správně stanovit ztráty elektromotoru, tedy zdroje tepla. Ty získáme jako výsledek elektromagnetické analýzy elektromotoru. Vytvořené teplo se dále šíří vedením v pevných látkách, to lze počítat metodou konečných prvků (FEA) a dále je teplo odvedeno volnou konvekcí, nebo prouděním chladícího média v chladících kanálech pryč z elektromotoru. Proudění počítáme pomocí metody na výpočet dynamiky proudění tekutin (CFD). Simulace se navíc navzájem ovlivňují a je tedy nutné, aby byly výpočty provázané.
Provádíme kompletní výpočet chlazení elektromotoru včetně metody CFD. Rovněž provádíme zrychlený výpočet chlazení FEA metodou, kde je proudění nahrazeno analyticko-empirickými vztahy.


[Vypocetteplotnichpolielektromotoruaodvodutepladookoli2.png][Vypocetteplotnichpolielektromotoruaodvodutepladookoli1.png]

Výpočet teplotních polí elektromotoru a odvodu tepla do okolí
TechSim Engineering s.r.o., Na Pankráci 1062/58, 140 00 Praha 4,