Feldbilder
Direkt nach Durchführung des Pre-Processing kann der magnetische Kreis mit Hilfe von Feldbildplots beurteilt werden. Dafür können Grafiken mit Verteilung der Induktion, des Vektorpotenzials und der Feldlinien bei frei wählbaren Rotorpositionen und Strömen erzeugt werden. Der Wert für die Induktion in dem Netzelement, auf das der Mauszeiger weist, wird unterhalb des Grafik angezeigt. Plots mit den Rotor-/Statorgeometrien, Knotenketten, Netzen und Materialien sind ebenfalls möglich. In alle Plots kann beliebig tief hineingezoomt werden.
Berechnungen
Die FEM-Berechnungen für Cogging Torque + BEMF und Nominal Torque + Inductance werden mit FEMAG entsprechend den eingegebenen Parametern durchgeführt. Verschiedene Parameter gestatten eine Steuerung hinsichtlich Genauigkeit und Geschwindigkeit der Berechnungen. Mit der in der Regel schnellen FEM Berechnung des Cogging Torque wird zusätzlich über eine analytische Berechnung der Expected Values auf Basis der aus der FEM Simulation ermittelten Induktion u. a. eine Vorausschau auf das zu erwartende Drehmoment gegeben. Für die Kommutierung können Konstantströme, sinusförmige Ströme und benutzerspezifische Stromkurvenformen mit Amplituden und Phasenverschiebungen vorgegeben werden. Weiterhin können Parameter für Motorlänge, eventuelle Rotor- bzw. Statorpolschrägungen, Drehzahl und Wicklungsverschaltung eingegeben werden. Die Auswirkungen von Veränderungen dieser Parameter auf Ergebnisse bereits durchgeführter Berechnungsläufe werden ohne weitere FEM Berechnungen unmittelbar dargestellt. Zusätzliche FEM Berechnungen werden nur dann durchgeführt, wenn sich Geometrie- und/oder Materialdaten und/oder Vorgaben zur Rechengenauigkeit geändert haben.
Induzierte Spannung ohne und mit Statorpolschrägung
Berechnungen des dynamischen Verhaltens bei Anlauf und im stationären Betriebszustand erfolgen in smartFEM mit analytischen Algorithmen im Zeitschrittverfahren auf Basis der Ersatzschaltbilder des Motors und der Leistungselektronik. Für die Leistungselektronik stehen verschiedene Schaltungsbausteine mit den zugehörigen Parametern zur Verfügung, Die Phasenspannung für ein gemitteltes PWM-Signal kann dabei als Konstante oder mit benutzerspezifischer Amplitude, Phasenverschiebung zur BEMF und Kurvenform vorgegeben werden. Ebenso kann der Anwender die Motorinduktivität benutzerdefiniert als Konstante vorgeben oder in direkter Co-Simulation von FEMAG entsprechend der jeweiligen Rotorposition ermitteln lassen.
Die Ergebnisse werden als Kurvenverläufe über der Rotorposition dargestellt.
Alle Grafiken und Ergebnisdaten können zur weiteren Verwendung in andere Applikationen kopiert werden.
Kräfte
Im Post-Processing können nach Durchführung der Nominal Torque + Inductance Berechnungen radial und tangential wirkende Kräfte ermittelt werden, um z.B. Verformungen, Vibrationen und Geräusche in anderen Softwaresystemen simulieren zu können.
Verluste
Zusätzlich können die Eisen- und Kupferverluste in Abhängigkeit der gewählten Materialien und Ströme berechnet werden. Dabei werden die Verluste je Phase in jedem Netzelement in Abhängigkeit der Induktion und der Frequenzanteile ermittelt und über alle Netzelemente aufsummiert.
