Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erlanger Simulanten sind auf Draht – Preisgekrönte Simulationsmethode für elektrische Verluste

17.07.2013
Andreas Roßkopf, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IISB in Erlangen, hat auf der Konferenz ACUM 2013 in Mannheim den Best Paper Award in der Kategorie Elektromagnetik erhalten.

Der Forscher erhielt die Auszeichnung für seinen Vortrag über eine neuartige Simulationsmethode zur ortsaufgelösten Berechnung der elektrischen Verluste in Leitern, Spulen und Transformatoren.

Mit über 750 Teilnehmern aus aller Welt und weit über 100 Fachvorträgen ist die jährlich stattfindende ACUM (ANSYS CADFEM Users Meeting) die weltweit größte Konferenz für numerische Simulation. Andreas Roßkopf konnte das Preiskomitee der ACUM 2013 mit dem Vortrag "Methoden zur Dimensionsreduktion und zum Lösen von Multiskalenproblemen in elektrischen Systemen" von der Qualität seiner wissenschaftlichen Arbeit überzeugen. Die Jury bewertete eine von ihm entwickelte Methode als sehr gute Möglichkeit, um kleinskalige Effekte in großen Systemen abzubilden – ein generelles Problem und auch auf andere Bereiche der numerischen Simulation übertragbar. Dotiert wurde der Preis mit einem Hubschrauberflug über das Neckar-Rheingebiet mit Start in Mannheim und den Stationen Heidelberg und Ludwigsburg.

Andreas Roßkopf hat an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Technomathematik studiert und kann bereits auf mehrere Jahre Berufserfahrung als Berechnungsingenieur im Bereich konventioneller und elektrischer Antriebssysteme (Automotive, Bahntechnik) sowie als Projektleiter im Bereich Erneuerbare Energien zurückblicken. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Technologiesimulation am Fraunhofer IISB in Erlangen beschäftigt sich Andreas Roßkopf in der Gruppe Topographiesimulation mit Detailuntersuchungen zu Verlusten in induktiven Ladesystemen für Elektrofahrzeuge. Neben seiner Tätigkeit am Fraunhofer IISB promoviert der 30-Jährige zum Thema "Simulation von Leitungswiderständen und Verlusten in Litzenleitern".

Induktive Ladesysteme nutzen das Transformatorprinzip zur kontaktlosen Energieübertragung. Ziel ist es, die elektrischen Verluste in den Transformatorwicklungen und die damit einhergehende Wärmeentwicklung möglichst gering zu halten. Letztendlich reduziert die unerwünschte Wärmeentwicklung die Effizienz der Energieübertragung, erhöht den konstruktiven Aufwand für die Wärmeabführung und ist kritisch für temperaturempfindliche elektronische Bauteile. Nach dem heutigen Wissensstand lassen sich die elektrischen Verluste in Transformatoren, Wicklungen oder Spulen leider nur unzureichend berechnen: Es existiert bislang kein hinreichend genaues Verfahren für die Vorhersage, wie die elektrischen Verluste entstehen und wo diese entstehen.

Andreas Roßkopf hat deshalb eine Methode entwickelt, um die elektrischen Verluste simulativ ortsaufgelöst zu ermitteln. Mit seinem Verfahren werden 3D-Geometrien bzw. dreidimensionale Modelle von Systemen rechnerisch in viele zweidimensionale Schnitte zerlegt. Im Gegensatz zur sonst üblichen Darstellung nach dem Modell des massiven Leiters werden die zweidimensionalen Schnitte um eine reelle Substruktur ergänzt und erfahren eine detailliertere Beschreibung als Litzenleiter. Auf dieser Grundlage erfolgt eine genaue Berechnung der Verluste auf den 2D-Schnitten. Eine mathematisch gewichtete Zusammenführung zum 3D-Modell erlaubt letztendlich detaillierte Aussagen über die zu erwartenden Verluste und das Verhalten des Gesamtsystems in Abhängigkeit von der verwendeten Schaltfrequenz. Das Verfahren erfährt schon jetzt eine sehr gute Resonanz in der Fachwelt und stößt auch auf Interesse bei der Industrie. Speziell für Transformatorenhersteller eröffnen sich damit neue Anwendungsmöglichkeiten für verbesserte, effizientere Produkte – ein wichtiger Beitrag zum sparsameren Umgang mit elektrischer Energie.

Andreas Roßkopf arbeitet bereits an einer weiter verbesserten Methode. Nach seiner Einschätzung lässt sich die ortsaufgelöste Berechnung der elektrischen Verluste in Leitern, Spulen und Transformatoren in absehbarer Zeit optimieren: „Noch sind die Simulationen recht aufwendig hinsichtlich des Rechenbedarfs und man muss viele Vereinfachungen in Kauf nehmen. Demgegenüber wird mein neues Verfahren erheblich höher auflösen und genauere Vorhersagen inklusive einer Fehlerabschätzung ermöglichen. Mein Ziel ist die Simulation beliebiger Geometrien und der Einsatz von komplexeren mathematischen Algorithmen bei gleichzeitig sinkendem Rechenbedarf.“ Neben der wissenschaftlichen Herausforderung sieht Andreas Roßkopf vor allem das wissenschaftliche Umfeld am Fraunhofer IISB sehr positiv, das ihm viele Freiheiten und Möglichkeiten zum fachlichen, interdisziplinären Austausch bietet. Zur Präsentation seiner nächsten Ergebnisse muss Andreas Roßkopf vermutlich nicht weit verreisen: Austragungsort für die nächste ACUM im Juni 2014 ist Nürnberg.

Ansprechpartner:
Dr. Jürgen Lorenz
Fraunhofer IISB
Schottkystraße 10, 91058 Erlangen, Germany
Tel. +49-9131-761-210
Fax +49-9131-761-212
juergen.lorenz@iisb.fraunhofer.de
Fraunhofer IISB:
Das 1985 gegründete Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB betreibt angewandte Forschung und Entwicklung auf den Gebieten Leistungselektronik, Mechatronik, Mikro- und Nanoelektronik. Mit seinen Arbeiten zu leistungselektronischen Systemen für Energieeffizi-enz, Hybrid- und Elektrofahrzeuge sowie zur Technologie-, Geräte- und Materialentwicklung für die Nanoelektronik genießt das Institut internationale Aufmerksamkeit und Anerkennung. Rund 180 Mitar-beiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in der Vertragsforschung für die Industrie und öffentliche Einrich-tungen. Neben seinem Hauptsitz in Erlangen betreibt das IISB weitere Standorte in Nürnberg und Freiberg. Das IISB kooperiert eng mit dem Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

| Fraunhofer IISB
Weitere Informationen:
http://www.iisb.fraunhofer.de Homepage Fraunhofer IISB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Red Dot Design Award für die dormakaba 360°City App
09.12.2016 | Kaba GmbH

nachricht Zweimal Gold beim Architects’ Darling Award 2016 für dormakaba
28.11.2016 | Kaba GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik