TY - JOUR A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Lee, Sang Bin T1 - A Practical Thermal Model for the Estimation of Permanent Magnet and Stator Winding Temperatures JF - IEEE Transactions on Power Electronics N2 - A thermal model for the determination of the temperatures of interior permanent magnets and stator windings is presented in this paper. The innovation of the model relies on one temperature sensor being located in the stator core of the machine. Such sensor is simple to implement in many applications such as traction or EV, where reliability is critical. The estimated stator winding and permanent magnet temperatures are determined by a simplified thermal lumped element network model with only two time constants. It is shown that the proposed thermal model is very robust due to the structure of the model and the measured stator core temperature. The distortion of the temperature estimates caused by the cooling circuit is inherently accounted for such that the model can be used for robust online prediction of temperatures. Experimental results based on a forced water-cooled interior permanent magnet synchronous machine setup are presented to validate the effectiveness of the presented model. KW - cooling KW - lumped element thermal equivalent circuit model KW - magnetic cores KW - permanent magnet machines KW - permanent magnet synchronous machine KW - stators KW - synchronous machines KW - temperature estimation KW - variable speed KW - dynamic load Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1109/TPEL.2013.2253128 SN - 1941-0107 SN - 0885-8993 VL - 29 IS - 1 SP - 455 EP - 464 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian T1 - The New EDrives Library: A Modular Tool for Engineering of Electric Drives T2 - Proceedings of the 10th International Modelica Conference, March 10-12, 2014, Lund, Sweden N2 - Simulation is an indispensable tool for the engineering of systems containing electric drives. Depending on the design phase and the engineering task different levels of modeling details are required: proof of concept; investigation of energy and power consumption; design of control; etc. The new EDrives library provides three levels of abstraction for inverters: quasi static (neglecting electrical transients); averaging (neglecting switching effects) and switching – for serving different demands. The inverters can feed the machine models of the Modelica Standard Library: Modelica.Magnetic.FundamentalWave and the new Modelica.Magnetic.QuasiStatic.FundamentalWave. The EDrives library copes with arbitrary phase numbers and can be easily extended to develop new control algorithms. In this publication the structure of the library and the implemented control principles are presented. Furthermore; examples comparing the three different levels of abstraction are included. KW - control KW - Electric machines and drives KW - multi phase KW - power electronics KW - quasi static KW - switching KW - thermal behavior KW - transient Y1 - 2014 SN - 978-91-7519-380-9 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp14096155 SN - 1650-3686 SN - 1650-3740 SP - 155 EP - 163 PB - Linköping University Electronic Press ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Wöhrnschimmel, Reinhard T1 - Extension of the FundamentalWave Library towards Multi Phase Electric Machine Models T2 - Proceedings of the 10th International Modelica Conference, March 10-12, 2014, Lund, Sweden N2 - Abstract Electric machine theory and electric machine simulations models are often limited to three phases. Up to the Modelica Standard Libray (MSL) version 3.2 the provided machine models were limited to three phases. Particularly for large industrial drives and for redundancy reasons in electric vehicles and aircrafts multi phase electric machines are demanded. In the MSL 3.2.1 an extension of the existing FundamentalWave library has been performed to cope with phase numbers greater than or equal to three. The developed machine models are fully incorporating the multi phase electric; magnetic; rotational and thermal domain. In this publication the theoretical background of the machines models; Modelica implementation details; the parametrization of the models and simulation examples are presented. KW - electric Machine models KW - induction machine KW - Modelica Standard Library KW - multi phase KW - synchronous machine KW - synchronous reluctance machine Y1 - 2014 SN - 978-91-7519-380-9 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp14096135 SN - 1650-3686 SN - 1650-3740 SP - 135 EP - 143 PB - Linköping University Electronic Press ER - TY - CHAP A1 - Kaspar, Marcel A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Mayer, Wolfgang T1 - Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden : Detailed hydrocarbon analysis of diesel exhaust gas at different engine operating conditions T2 - 12. FAD-Konferenz „Herausforderung – Agbasnachbehandlung für Dieselmotoren“, 12, 2014, Dresden N2 - Beitrag und Praesentationsmaterial eines Vortrags ueber differenzierende Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden. Mit einem neu entwickelten, hochgenauen HC-Sensor werden unverbrannte HC im Abgas untersucht. Die differenzierende Untersuchung erfolgt an einem Massenspektrometer, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Die Molekuele Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Es zeigt sich, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die Haelfte der gesamten HC Konzentration ergeben. Ein weiterer Punkt ist die Regeneration des Dieselpartikelfilters. KW - ABGASKONZENTRATION KW - ABGASTRENNUNG KW - ABGASZUSAMMENSETZUNG KW - DIESELMOTOR KW - EINSTUFENFILTER KW - GASFILTER KW - HAUPTSTROMFILTER KW - KATALYTISCHE ABGASNACHVERBRENNUNG KW - KATALYTISCHER REAKTOR KW - KOHLENWASSERSTOFF (ABGAS) KW - OXIDATIONSKATALYSATORANLAGE KW - Partikelfilter KW - PERIODISCH ZU REINIGENDER FILTER KW - R4-MOTOR KW - UEBERDRUCKFILTER Y1 - 2014 SP - 1 EP - 35 PB - Förderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien für Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V. CY - Dresden ER - TY - BOOK A1 - Rill, Georg A1 - Schaeffer, Thomas T1 - Grundlagen und Methodik der Mehrkörpersimulation : Vertieft in Matlab-Beispielen, Übungen und Anwendungen N2 - Dieses Lehrbuch vermittelt nicht nur Grundlagen, sondern stellt auch die Methoden der Mehrkörpersimulation anschaulich dar und erläutert an einfachen Beispielen die Vor- und Nachteile bei der praktischen Anwendung. In den Text integrierte Matlab-Skripte und -Funktionen verdeutlichen die einzelnen Methoden und ermöglichen es, Aufwand und Problematik bei der Umsetzung der Theorie innerhalb von Simulationsprogrammen einzuschätzen. Die Modellbildung, die mathematische Beschreibung und die numerische Simulation von Systemen starrer Körper bilden dabei die Schwerpunkte. Konkret behandelte Beispiele sind die Eigendynamik eines Traktors mit gefederter Vorderachse, das Rotorblatt eines Hubschraubers sowie die Vorderachse eines Pkws. Die entsprechenden Matlab-Skripte und Lösungen zu den Übungsaufgaben können auf der Springer-Homepage beim Buch heruntergeladen werden. Der Inhalt Dynamik des starren Körpers - Bewegungsgleichungen - Starre Körper mit elastischen und kinematischen Verbindungselementen - Integrationsverfahren - Rekursiver Algorithmus - Differential-Algebraische Gleichungen - Analyse von Mehrkörpersystemen - Anwendungs- und Übungsbeispiele aus der Technik Die Zielgruppen Studenten des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und Mechatronik sowie der Biomechanik an Hochschulen und Universitäten Ingenieure in der Praxis, die sich mit Fragestellungen der Mehrkörpersimulation (MKS) befassen Entwickler aus der Kfz-Technik sowie Fachleute aus F+E Die Autoren Dr.-Ing. Georg Rill ist Professor mit den Lehrgebieten Technische Mechanik, Ingenieurinformatik, Fahrdynamik, Mehrkörperdynamik sowie Laborleiter Fahrdynamik. Dr.-Ing. Thomas Schaeffer ist Professor mit den Lehrgebieten Konstruktion, CAD, Maschinenelemente und Getriebetechnik, Mehrkörpersysteme und Bewegungstechnik sowie Laborleiter Mehrkörpersimulation, beide an der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Regensburg. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-06084-8 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Urban, Johannes T1 - Photoelektrisches Direktladen von Elektrofahrzeugen im Inselbetrieb N2 - Die Arbeit befasst sich mit der Ladung von Elektrofahrzeugen durch Solarenergie in einem Inselsystem. Diese Art der Ladung entlastet die Netze und hat einen sehr hohen Leistungswirkungsgrad. Es wurde ein Prototyp einer Direkt-ladestation gebaut, welche verschiedene Elektrofahrzeuge mit einem neuartigen Verfahren aufladen kann. Sie enthält einen optionalen Pufferakkumulator und einen Vollbrücken-Gegentaktwandler für die Ladung bei schlechter Solarleistung. Ein Teil der Arbeit behandelt ausführlich die Auslegung, die Komponenten und bisher undokumentiertes Verhalten von Gegentaktwandlern. Des Weiteren wird das Prinzip der Solardirekt-ladung und deren Umsetzung sowie die Umsetzung des Gesamtsystems beschrieben. Es folgt ein Kapitel zur Wirtschaftlichkeit der Solardirektladung mit Handlungsempfehlungen. Insgesamt lässt sich schließen, dass Solardirektladung bei nutzungsorientierter Auslegung der Anlage und langer Laufzeit wirtschaftlich ist. This work addresses the charging of electric vehicles with solar power in an off-grid system. Charging this way reduces the stress on the grid and has a very high power efficiency. A prototype of a direct charging station was built which is able to charge several different electric vehicles in a novel way. It includes an optional buffer battery and a full bridge converter for being able to charge electric vehicles at times o flow solar power. One chapter explains in detail the design, the components and so far undocumented properties of full and half bridge converters. The principle and the implementation of direct solar charging and the implementation of the whole system is described. The last chapter covers the cost effectiveness of solar chargin gas well as recommendations. All in all it can be stated that solar direct charging is ecomomically advantageous if it is projected according to the user’s demand. KW - Fotovoltaik KW - Stromtankstelle KW - Elektrofahrzeug KW - Pufferspeicher KW - Photovoltaik KW - Ladestation KW - Elektrofahrzeug KW - Pufferspeicher KW - Vollbrückenwandler Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-20285 ER - TY - CHAP A1 - Völling, Alexander A1 - Nonn, Aida A1 - Schneider, Ingo T1 - Anwendung des Kohäsivzonenmodells zur Abbildung von duktilem dynamischen Rissfortschritt in Gasfernleitungen T2 - 45. Tagung des AK Bruch, Berlin, Germany KW - Ferngasleitung KW - Rissfortschritt Y1 - 2013 SP - 253 EP - 262 ER - TY - CHAP A1 - Nonn, Aida A1 - Kalwa, Christoph T1 - Analysis of dynamic ductile fracture propagation in pipeline steels BT - a damage mechanics approach T2 - 6th Pipeline Technology Conference (2013), Ostend, Belgium N2 - Analysis of dynamic ductile fracture propagation in pipeline steels: a damage-T IS A WELL-ESTABLISHED fact that the successful application of new generation of high-strength steel grades for long-distance gas transmission depends strongly on full understanding and appropriate characterization of fracture resistance. A damage mechanics approach has found to be a very promising tool in supporting the experimental characterization of ductile fracture propagation. The major advantage of this approach lies in the consideration of the influence of local stress and strain variables on the damage evolution and thus its capability to describe the fracture resistance of the pipelines with different stress triaxiality level by using the same set of parameters. However, the wider application of this approach has been limited due to the issues such as reliable determination of input parameters and required material properties, mesh size dependence, etc.. The objective of this paper is to characterize dynamic ductile fracture resistance of X65 and X80 pipeline materials and to demonstrate the potential of damage mechanics approach for the simulation of dynamic fracture propagation by using two damage models: (1) Cohesive Zone (CZ) model and (2) Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) model. In the first step, results from quasi-static and dynamic tensile tests are used to describe plasticity in terms of flow curves. The calibration of input parameters for both models is performed by using the load-deformation curves from quasi-static tests on non-standard drop-weight tear (DWT) specimens with pre-fatigued crack. b. In the next step, estimated damage model parameters are verified by means of the dynamic tests on the pressed and Chevron notch DWT specimens. Different amounts of crack growth are established by varying the drop height. The experimental fracture resistance is quantified in terms of J-integral at specific crack length. The numerical results are evaluated with respect to global load-deformation and fracture resistance behavior. Furthermore, damage simulations are applied for quantification of local stress conditions in order to identify the major factors controlling the crack propagation. The results reported here serve as a basis for better understanding of fracture performance in dependences of geometry and material properties. Y1 - 2013 U6 - https://doi.org/10.13140/2.1.4370.3046 ER - TY - CHAP A1 - Nonn, Aida A1 - Kalwa, Christoph T1 - Application of probabilistic fracture mechanics for safety assessment of longitudinally welded linepipes T2 - 6th Pipeline Technology Conference (2013), Ostend, Belgium Y1 - 2013 ER - TY - CHAP A1 - Nonn, Aida A1 - Kalwa, Christoph T1 - Application of damage mechanics approach for crack propagation in pipeline T2 - 19th Biennial Joint Technical Meeting (JTM) on Pipeline Research, April 29 - May 3, 2013, Sydney, Australia Y1 - 2013 ER -