Hochstrom und Hochfrequenz
Verteilung
Wechselströme sind auch bei geringen Frequenzen nicht überall im Leiter gleich.
Durch meine Erfahrung finde ich schnell die optimale Leitergeometrie.
Kontakte
Bei hochfrequenten Strömen sind schlecht ausgelegte Kontakte ein häufiger Grund für Ausfälle.
Verlässliche Kontakte auszulegen, ist eine meiner Stärken.
Kräfte
Die Kräfte bei hohen Strömen können immens sein. Bei Wechselströmen kommen noch schnelle Kraftänderungen dazu.
Ich zeige Ihnen, wie ein robustes Design aussieht, das den Kräften widersteht.
Das biete ich
Wirbelstrom
Erfassen der aktuellen Situation
Erstellen eines Modells (2D oder 3D)
Simulation der Wirbelstrom-Felder
Evaluation kritischer Stellen
Erstellen eines Berichts
Beratung
Spice
Aktuelle Situation
feststellen
Spice-Modell erstellen
Komponenten auslegen
Strom- und
Spannungsverhalten
simulieren
Schaltung optimieren
Empfehlung erstellen
Beratung
Kräfte
Erfassen der aktuellen Situation
Erstellen eines Modells (2D und 3D)
Festlegen der Material-Parameter
Definition magnetischer Kräfte als Quelle
Analyse der Ergebnisse
Optimierung des
Designs
Dokumentation von
Varianten
Beratung
Temperatur
Erfassen der aktuellen Situation
Erstellen eines Modells (2D und 3D)
Festlegen der Material-Parameter
Definition der Wirbelstromverluste als Quelle
Analyse der Ergebnisse
Optimierung des
Designs
Dokumentation von Varianten
Beratung
Fehleranalyse HV-Transformator
Im Ladegerät für die Impulsgeneratoren ist der Transformator eine Schlüsselkomponente. Er muss hochspannungsfest sein und arbeitet bei Frequenzen im Bereich von 20kHz. Hier sind Wirbelstrom-Effekte relevant. Das kann zu lokalen Überhitzungen der Windungen führen.
Mein Beitrag
Messung wichtiger Transformator-Parameter
Fehleranalyse am Transformator
Erstellen eines 3D-Modells und Berechnung der parasitären Grössen
Modellierung des zeitlichen Verlaufs von Strom und Spannung mit Spice
Erstellung von Verbesserungsvorschlägen
Diskussion der Ergebnisse
Erwärmung Impulskondensatoren
Die Kondensatoren in Impulsgeneratoren werden durch hochfrequente Ströme belastet. Das führt bei einem schlechten Design zu einer starken Erwärmung, die den Kondensator beschädigt und letzten Endes zerstört.
Die Auswirkung dieser Ströme wurde experimentell und mit Simulationen analysiert.
Mein Beitrag
Assessment des aktuellen Designs und dessen Limitierung
Berechnung der internen Schlüsselparameter mit einer 3D-Simulation
Design des experimentellen Tests
Durchführen des Tests
Vergleiche der experimentellen Resultate und der Simulationsresultate
Vorschläge für Verbesserungsvarianten
Flexible Stromübertragungsklemme
Stromschienen bei der Energieübertragung müssen flexibel verbunden werden zur Kompensation der thermischen Ausdehnung. Marktübliche flexible Verbindungselemente werden eng toleriert und ihre Montage ist aufwendig. Das neue Design der flexiblen Stromklemme musste auf die Einhaltung von thermischer und mechanischer Vorgaben geprüft werden.
Mein Beitrag
Analyse der Vorgaben
Ausarbeiten weiterer Spezifikationen
Erstellen eines 3D-Modells
Berechnung der Stromverteilung (Wirbelstrom)
Optimierung des Designs zur Reduktion der Verluste
Gekoppelte thermische Simulation (elektrische Verluste)
Simulation der Verformung und mechanischer Spannungen durch das magnetische Feld.
Diskussion der Verbesserungsvorschläge und Resultate.
Das sagen andere über meine Arbeit
“Als Forschungspartner konnten wir mit Reinhard Müller-Siebert als internen Experten und Projektleiter ein neuartiges Ladegerät für Kondensatoren entwickeln. Reinhard Müller-Siebert hat uns fachlich mit vielen Simulationen in Bereich hochfrequenter Ströme unterstützt. Er war ein hervorragender Partner, der das Projekt dadurch effizient vorangetrieben hat.”
