Elektrische Maschinen

Vielseitige Modelle auch für unkonventionelle Maschinen-Designs

Rotor einer elektrischen Maschine

Frequenzumrichter werden zunehmend zur Speisung elektrischer Maschinen genutzt. Das Anwendungsspektrum reicht dabei von industriellen Antrieben bis zur Automobiltechnik. Die PLECS Bauteil-Bibliothek beinhaltet eine Vielzahl von DC und AC Maschinen, mit denen komplette Antriebssysteme schnell aufgebaut werden können.

DIe PLECS-Sammlung von fertigen Maschinen-Modellen erfüllt die Bedürfnisse der meisten Anwendungen:

  • Gleichstrommaschine
  • Asynchronmaschinen
  • Synchronmaschinen
  • Permanent-erregte Maschinen
  • Geschaltete Reluktanzmaschinen

Für unkonventionelle elektrische Maschinen kann der Benutzer eigene Modelle entwickeln. Anstatt diese von Grund auf neu zu entwerfen, können vorhandene Bibiliotheks-Modelle verändert werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.

Nichtlineare Modelle

Die meisten elektrischen Maschinen werden auf einen Betrieb nahe der magnetischen Sättigung ausgelegt, um die Leistungsdichte zu maximieren. Um solche Maschinen richtig zu simulieren, müssen die Modelle magnetische Sättigungskurven beinhalten. PLECS stellt neuartige nichtlineare Motormodelle bereit, bei denen sich die Sättigungseigenschaften flexibel einstellen lassen. Die PLECS Solver können effizient mit solchen Nichtlinearitäten umgehen.

Voltage Behind Reactance Modelle

Die Untersuchung von Fehlerfällen und die Entwicklung von Schutzmaßnahmen ist ein wichtiger Aspekt bei der Simulation elektrischer Antriebssysteme. Ein möglicherweise gefährlicher Zustand für einen PM-Antrieb ist eine Schutzauslösung im Feldschwächbetrieb, die zu unkontrollierten Strömen und Drehmoment führt.

In PLECS gibt es Maschinen-Modelle, die für solche Fehlerfall-Analysen geeignet sind. Der Stator ist mit einzelnen Phasenwicklungen implementiert, die aus einer gesteuerten Spannungsquelle hinter einer variablen Reaktanz bestehen (voltage-behind-reactance: VBR). Im Gegensatz zu den traditionellen Modellen mit rotorfestem Koordinatensystem erlaubt die VBR-Formulierung die direkte Beschaltung mit beliebigen externen Netzwerken, einschliesslich offener Maschinenklemmen.