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Abstract

Die Entwicklung und korrekte Auslegung magnetischer Bauteile ist eine der wichtigsten Aufgaben in der Leistungselektronik. Mithilfe modernerComputersimulationen können numerisch Felder und Kenngrößen dieser Transformatoren und Induktivitäten bestimmt werden. Die im Fachgebiet Leistungselektronik undElektrische Antriebstechnik entwickelte FEM Magnetics Toolbox (FEMMT) ist einesolche Software, die automatisch Modelle verschiedener Magnetbauteile erstellt unddas magnetische Feld mit zugehörigen Kenngrößen ermittelt. Um jedoch einen funktionstüchtigen Betrieb der entwickelten Bauteile zu gewährleisten ist es unabdinglichthermische Analysen durchzuführen, da viele Materialeigenschaften temperaturabhängig sind und deren Maximaltemperaturen eingehalten werden müssen.Diese Arbeit stellt eine Erweiterung der FEMMT um eine thermische Simulation vor,welche automatisiert die von der magnetischen Simulation bestimmten Verluste imKern und in den Wicklungen einliest und daraus ein stationäres Temperaturfeld bestimmt. Diese Simulationsergebnisse werden mit aktueller Software in 2D und 3D Vergleichssimulationen überprüft. Zum Schluss wird eine Induktivität mit Temperatursensoren gewickelt und in einem Laboraufbau in Betrieb genommen, um die Simulationenmit gemessenen Temperaturen zu vergleichen.Dies stellt einen nächsten Schritt in der ganzheitlichen Simulation von Transformatoren und Induktivitäten dar, da so die magnetische und thermische Simulation ineiner Software vereint und miteinander gekoppelt sind. Diese Kopplung ermöglicht eine Rückgabe der berechneten Temperaturen in die magnetische Simulation und kannso die Genauigkeit der magnetischen und thermischen Simulation erhöhen.