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Fraunhofer-ITWM

Forschungslab - Simulation - Mechatronische Systeme

Vertrieb industrienaher innovativer Speziallösungen:

Die in Bitburg ansässige IDS-Technology GmbH ist ein kleines Unternehmen, das sich die Entwicklung und den Vertrieb industrienaher innovativer Speziallösungen für den elektromechanischen Anwendungsbereich zum Ziel gesetzt hat.

Problemstellung:

Bei der verbreiteten Klemm- bzw. Stecktechnik für Schaltmoduleinheiten im Starkstrombereich treten konstruktionsbedingt verschiedene Nachteile auf: Schlechte Abschottbarkeit, geringe Robustheit gegenüber Lichtbögen und Ablöseprobleme durch Kontaktverschweißung im Kurzschlussfall.Um solche und ähnliche Nachteile zu umgehen, wurde von IDS eine neue Generation von Strommoduleinheiten entwickelt, die den Kontakt über Steckung oder Klemmung vermeidet. Der neue Mechanismus zielt in dieser Hinsicht auf die genaue Kontrolle des Kontaktbereichs und seine einfache und wirkungsvolle Abschottung gegenüber den umliegenden Funktionsräumen.

Projektziel:

Ziel des Projekts ist es, die elektromagnetische Kraftentwicklung zwischen den Leiterteilen der Moduleinheit unter Extrembedingungen zu ermitteln bzw. die sensitiven Konstruktionsparameter für die auftretenden Lorentzkräfte aufzudecken:Der Kurzschlussbereich ist experimentell nur schwer zugänglich, andererseits jedoch zur Absicherung der Modulspezifikationen im praktischen Einsatz von zentraler Bedeutung.Aus diesem Grund sollen Simulationen zum elektromechanischen Verhalten der Leiterkonfiguration bei kurzschlussartigen Stromflüssen durchgeführt werden. Sie erlauben im Rahmen der getroffenen Modellierungstiefe detaillierte Einblicke in das jeweilige räumliche und zeitliche Verhalten der Ströme, Felder und Kräfte.Am ITWM sind sowohl das Knowhow also auch die notwendige Spezialsoftware hierfür vorhanden. Im Rahmen des Projekts hat die Firma IDS uneingeschränkten Zugriff auf beides und kann in ihrem Entwicklungsprozess entsprechend profitieren.

Ergebnis:

Durch den Einsatz spezialisierter Simulationssoftware konnten die in der vorliegenden Leiterkonfiguration unter Kurzschlussbedingungen auftretenden elektromagnetischen Phänomene (Wirbelströme, Skin- und Proximity-Effekte) quantitativ abgeschätzt werden. Insbesondere wurden konkrete Maßnahmen ermittelt, um die Lorentz-Kraftwirkung durch geschickte Geometrie- und Materialwahl zu optimieren und somit den Einsatzbereich des neuen Strommoduls bei zuverlässiger Kontaktierung auszuweiten.Das vorliegende Projekt zeigt einmal mehr auf, dass der Einsatz von Simulationstechnik auch für ein kleines Unternehmen wie IDS-Technology sinnvoll und gewinnbringend ist: Derzeit läuft am Europäischen Patentamt das Bewilligungsverfahren für die hier erwähnte neue Generation von Strommodulen. Auf diesem Innovationsschub aufbauend sind positive wirtschaftliche Auswirkungen auf die gesamte Branche zu erwarten.

Quelle: www.forschungsplattform.de