Dieser Teil einer Leistungselektronikbaugruppe soll geändert werden, um die Induktivität zu verringern. Daher führen wir eine dynamische Analyse durch, um den Induktivitätswert zu ermitteln.
Ausgangs-Situation
Leistungselektronik Komponente
Bei dem zu analysierenden Bauteil handelt es sich um eine vereinfachte Geometrie einer leistungselektronischen Baugruppe, wie sie für Frequenzumrichter verwendet wird. Der elektrische Strom fließt von der linken unteren zur rechten oberen Elektrode. Im Falle einer Abschaltung kann aufgrund von Induktivitätseffekten eine Überspannung auftreten. Ziel dieser Analyse ist es daher, den Induktivitätswert für die Geometrie zu berechnen.
Bild: Vereinfachter Teil eines Frequenzumrichters
Durch eine Änderung der Geometrie sollte es dann möglich sein, diesen Wert zu reduzieren und das Überspannungsverhalten des Bauteils zu optimieren.
Geeignete Methodw
3D Magnetodynamische Frequenz Lösung
Die Geometrie wird in NX CAD modelliert und dann an das Modul Advanced Simulation übertragen. Auch das Luftvolumen muss erstellt werden. Mit dem Magnetics Solver wird eine Lösung vom Typ "3D Magnetodynamic Frequency" durchgeführt. Das Material (Kupfer) wird aus der Bibliothek zugewiesen und das Netz ist ein Standard-Tetraedertyp. In den Ausgabeanforderungen wird das Ergebnis der Induktivität aktiviert.
Das Bild zeigt das CAD-Modell des Kupferteils und das Luftvolumen.
Bild: CAD Modell
Das folgende Bild zeigt eine Detailansicht des Netzes im Bereich der Anschlusskabel.
Abbildung: Detail Mesh-Ansicht
Ergebnisse
Induktivitätswert und Stromverteilung
Der berechnete Induktivitätswert betrug 5,5e-9 Henry. Durch Änderung der Geometrie konnte der Induktivitätswert und die Überspannungsgefahr für das Bauteil reduziert werden.
Das nächste Bild zeigt die berechnete Stromverteilung im Bauteil als Farbplot. Es zeigt die Stromdichte und damit können die Kabel auf ihren Strombeitrag überprüft werden.
Bild: Berechnete Stromverteilung
Und das folgende Bild zeigt Pfeile, die in die Stromflussrichtung zeigen. Dieses Ergebnis kann für Plausibilitätskontrollen verwendet werden.
Abbildung: Stromflussrichtung
