Наивысший уровень комфорта при управлении лифтом достигается, когда пользователь практически не замечает ускорение или изменения силы и крутящего момента. Вот почему Wittur Electric Drives GmbH придает большое значение плавной работе и минимальной пульсации крутящего момента в своих лифтовых машинах. В прошлом электродвигатели с соответствующими передачами часто использовались для лифтовых приводов, но сегодня прямые приводы в основном предпочтительнее. Это позволяет очень компактный дизайн. Wittur Electric Drives GmbH уже более 20 лет разрабатывает и производит приводные решения для широкого спектра применений.
Картинная галерея
Чтобы еще больше расширить возможности для инноваций, в 2013 году был проведен поиск программного обеспечения FEM, с помощью которого можно оптимизировать конструкцию электромагнитной машины. После изучения нескольких пакетов моделирования было принято решение в пользу программного обеспечения Ansys Maxwell, предлагаемого Cadfem.
Для дипломированных инженеров Фанни Фишер, которой было поручено выбрать и протестировать программное обеспечение, имела два основных аспекта: с одной стороны, поддержка нескольких физических областей, поскольку на втором этапе было введено структурно-механическое вычисление. С другой стороны, техническая поддержка от Cadfem на этапе тестирования.
Больше понимания поведения машины
Целью применения FEM было получить более полное представление об электромагнитном поведении машин с самого начала (рис. 1). «Многие аспекты могут быть рассчитаны аналитически в предварительных соображениях», объясняет Фанни Фишер. «Однако, когда речь заходит о деталях, я использую численное моделирование с Maxwell, поэтому сегодня я трачу около 50% своего рабочего времени на моделирование FEM». Ее сфера ответственности включает электромагнитные расчеты для всех двигателей, которые были недавно разработаны или модифицированы с учетом разносторонних подходов к оптимизации. При проектировании магнитной цепи геометрия вырезов из листового металла имеет такую форму, что во время работы гарантируется плавная работа и пульсация низкого крутящего момента (пульсация).
«Исходя из результатов моделирования, появились геометрии резки листового металла, которых нельзя было ожидать заранее», - сообщает Фанни Фишер. «Изменяя острые края с помощью филе, я смог специально влиять на поток. Результирующее насыщение утюга в головке зуба можно было бы очень хорошо проанализировать и оптимизировать с помощью имитации FEM для рабочих точек, так чтобы пульсация крутящего момента была минимизирована ».
Исследование поведения перегрузки
Изучая поведение при перегрузке, можно проверить размагничивание постоянных магнитов из редкоземельных элементов. Поскольку затраты на магниты относительно высоки, целью является минимизация использования материалов. Следовательно, должны использоваться наименьшие возможные постоянные магниты. Однако в случае перегрузки противоположное электромагнитное поле не должно становиться слишком большим, поскольку в противном случае оно размагнитило бы постоянные магниты.
В первый год после обучения, в частности, Фанни Фишер часто пользовалась поддержкой Кадфем, когда она не была уверена или не могла продолжать. «Специалисты по расчетам из Cadfem всегда помогали мне и показывали мне новые или более простые способы», - подчеркивает она. В любом случае, усилия по моделированию определенно стоили того, потому что желаемую оптимизацию можно было проверить не только виртуально. Интенсивные испытания опытных образцов двигателя на испытательном поле подтверждают значения, полученные в результате моделирования. Это побудило всех участников к дальнейшему расширению численного моделирования для конструкции магнитного двигателя.
Вступление в строительную механику
Основываясь на положительном опыте электромагнитного моделирования, Ansys также встал на путь структурно-механических расчетов, среди прочего, для исследования прочности и жесткости корпусов двигателей (рис. 2). Деформации и структурные напряжения играют особенно важную роль в передаче крутящего момента двигателя к кабине, потому что, несмотря на высокие нагрузки, компоненты корпуса плотно установлены, так что небольшие деформации могут оказать существенное влияние. При соприкосновении неподвижных и движущихся частей в общей системе возникают вибрации, которые ранее были в значительной степени уменьшены благодаря электромагнитной конструкции пульсации крутящего момента.
Поддержка с советами и расчетами
Использование структурно-механического моделирования было особенно важно для разработки новой серии приводов. Поскольку при проектировании запланированных лифтовых машин диаметром до 1,4 м и, следовательно, значительно большим, чем предыдущие, было возможно лишь ограниченное использование существующего опыта разработки. Проект развития, начатый в 2015 году, был поддержан Cadfem консультационными и расчетными услугами.
Прежде всего, пять сотрудников Wittur прошли базовую подготовку. После этого началось построение имитационных моделей, когда сотрудник Cadfem регулярно поддерживал работу с Ansys на площадке в Виттуре, вносил предложения по улучшению и давал советы по дальнейшим действиям. Полностью подготовленные имитационные модели были затем рассчитаны в Cadfem.
Дополнительная информация по теме семинара: Избегайте ошибок разработки и затрат с помощью метода FMEA
Анализ режима и последствий, или сокращенно метод FMEA, используется в процессе разработки еще на этапе проектирования продукта, чтобы избежать ошибок до того, как они возникнут. Если ошибки появляются только в производстве или даже у клиента, стоимость последующих ошибок быстро возрастает. Конструкция или конструкция FMEA учитывает пригодность продукта к производству и сборке и выявляет систематические ошибки на этапе проектирования. Система FMEA ориентирована на взаимодействие различных компонентов, а процесс FMEA исследует производственный процесс. Различные FMEA позволяют по-разному рассматривать различные компоненты продукта, значительно снижается риск последующих жалоб со стороны клиента или дефектных продуктов.
Семинар предлагает Академия строительной практики; Дополнительную информацию можно найти на www.b2bseminare.de
С симуляцией по лучшей концепции
Наиболее подходящая концепция подшипников может быть найдена при моделировании: вариант с внутренним тяговым шкивом, поскольку поэтому прогиб вала и нагрузки на корпус были относительно низкими. Этот вариант был полностью разработан и детально рассчитан Cadfem. Данные расчетов и рабочие процессы, разработанные для них, были затем полностью
переданы Wittur. Для задач в области строительной механики Wittur также с удовольствием воспользуется предложением Cadfem «Моделирование от имени» для покрытия временных пиковых нагрузок. (Mz)