Betreuer / Supervisor: Fabian Müller, M.Sc., Johann Kolb, M.Sc.
E-Mail / E-mail: Fabian.mueller@iem.rwth-aachen.de Telefon / Telephone: +49 241 80-97682
Raum / Room: 003
Simulation elektrischer Maschinen durch Erweiterung der Proper Generalized Decomposition um Anregungsparameter
Simulation of Electrical Machines by Extending the Proper Generalized Decomposition by Excitation Parameters
Motivation Motivation
Eine detaillierte und möglichst präzise Simulation elektrischer Felder in elektrischen Maschinen erfordert viele Freiheitsgrade. Neben einer räumlichen und zeitlichen Diskretisierung der zu untersuchenden Fragestellung werden verschiedene Strom- anregungen simuliert, um das Maschinenverhalten in unterschiedlichen Betriebs- zuständen zu analysieren. Diese werden im DQ-Raum definiert. Weiterhin können Variationen bezüglich der Remanenz von Permanentmagneten eine Designgröße darstellen. Diese Größen erhöhen den Rechenaufwand maßgeblich, auch bekannt als
„Curse of Dimensionality“. Eine Methode um die Anzahl der Freiheitsgrade zu reduzieren ist die Proper Generalized Decomposition (PGD), die in dieser Arbeit um die oben genannten Größen erweitert werden soll.
The detailed and precise simulation of electric fields in electrical machines requires many degrees of freedom. Besides a spatial and temporal discretization of the problem to be investigated, different current excitations are simulated to analyze the machine behavior in various operating conditions. These are defined in the DQ space. Furthermore, variations concerning the remanence of permanent magnets, for example, can represent a design parameter. These quantities increase the computational effort significantly, also known as the "Curse of Dimensionality". A method to reduce the number of degrees of freedom is the Proper Generalized Decomposition (PGD), which will be extended by the above mentioned quantities in this work.
Themengebiet Field of Application
Elektromagnetik, Numerik, Synchronmaschine Electromagnetic, Numerical analysis, Synchronous Machine
Möglicher Ansatz Possible Approach
Ausgangspunkt der Arbeit soll eine Literaturstudie zur Simulation elektrischer Maschinen mit dem Fokus auf Modellordnungsreduktionstechniken mittels der Proper Generalized Decomposition sein. Anschließend soll die Methode um eine separierte Stromdarstellung erweitert werden. Abschließend soll das Maschinenverhalten einer permanentmagneterregten Synchronmaschine charakterisiert werden mit Fokus auf Kenngrößen wie Drehmoment, Verluste und Induktivitäten.
This thesis should start with a literature study on the simulation of electrical machines with focus on model order reduction techniques by the Proper Generalized Decomposition.
Subsequently the method should be extended by separated current representation.
Finally, a permanent magnet excited synchronous machine should be simulated with focus on characteristic values such as torque, losses and inductances.
Erwartete Ergebnisse Expected Results
1. Literaturstudie zu PGD und Simulation von elektrischen Maschinen 2. Implementierung einer separierten Stromdarstellung in das PGD Verfahren 3. Anwendung auf eine permanentmagneterregten Synchronmaschine 4. Schriftliche Ausarbeitung
1. Literature study on PGD and simulation of electrical machines 2. Implementation of a separated current representation into the PGD 3. Application to a permanent magnet excited synchronous machine 4. Written documentation of all models and results
