%0 Thesis %1 Luo07.03.2019 %A Luo, Yuqi %C Stuttgart %D 07.03.2019 %E Lusiewicz, Anna %I Institut für elektrische Energiewandlung %K COMSOL FEM Optimierung Spulendesign iew_stua_cet induktives_Laden %T FEM-Optimierung von Spulendesigns für das induktive, dynamische Laden %X Die Entwicklung der induktiven Energieübertragung mit hohem Wirkungsgrad durch eine Optimierung der Konfiguration der Spule oder Blindleistungskompensation spielt in der heutigen Zeit eine zentrale Rolle. Beispieleweise kann im Bahnverkehr die Energieversorgung durch induktive Ladung betrieben werden. Aus diesem Grund gilt es zu untersuchen, mit welcher Konfiguration einer rechteckigen Flachwicklung die größte Eigeninduktivität erzielt werden kann. Das Spulendesign wird im COMSOL Multiphysics mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode-Optimierung simuliert. Zur Simulation werden drei physikalische Module im COMSOL verwendet. Zu diesen gehören magnetische Felder, die Optimierung sowie bewegliche Netze. Dabei werden zwei Algorithmen Method of Moving Asymptote und der Monte-Carlo-Methode getestet. Nach der Simulation einer Spule ist festzustellen, dass mit der Zunahme der Abstände zwischen den Leitern sowohl die Eigeninduktivität als auch die Gegeninduktivität sinken, und der Kopplungsfaktor zunächst zunimmt und anschließend abnimmt. Somit beträgt der optimale Leiterabstand beim höchsten Kopplungsfaktor 20mm. Darüber hinaus werden globale Optimierungsergebnisse anhand eines Algorithmus erhaltet, die unabhängig von der anfänglichen Konfiguration sind. Alle optimierten Abstände betragen null Millimeter. Über die Monte-Carlo-Methode verfügen unterschiedliche Spulen allerdings über verschiedene optimierte Konfigurationen und Eigeninduktivitäten. Die Verbesserung und Erhöhung der Feldgröße ist vorteilhaft, um die induktive Energieübertragung mit hohem Wirkungsgrad zu entwickeln.

@mastersthesis{Luo07.03.2019, abstract = {Die Entwicklung der induktiven Energie{\"u}bertragung mit hohem Wirkungsgrad durch eine Optimierung der Konfiguration der Spule oder Blindleistungskompensation spielt in der heutigen Zeit eine zentrale Rolle. Beispieleweise kann im Bahnverkehr die Energieversorgung durch induktive Ladung betrieben werden. Aus diesem Grund gilt es zu untersuchen, mit welcher Konfiguration einer rechteckigen Flachwicklung die gr{\"o}{\ss}te Eigeninduktivit{\"a}t erzielt werden kann. Das Spulendesign wird im COMSOL Multiphysics mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode-Optimierung simuliert. Zur Simulation werden drei physikalische Module im COMSOL verwendet. Zu diesen geh{\"o}ren magnetische Felder, die Optimierung sowie bewegliche Netze. Dabei werden zwei Algorithmen Method of Moving Asymptote und der Monte-Carlo-Methode getestet. Nach der Simulation einer Spule ist festzustellen, dass mit der Zunahme der Abst{\"a}nde zwischen den Leitern sowohl die Eigeninduktivit{\"a}t als auch die Gegeninduktivit{\"a}t sinken, und der Kopplungsfaktor zun{\"a}chst zunimmt und anschlie{\ss}end abnimmt. Somit betr{\"a}gt der optimale Leiterabstand beim h{\"o}chsten Kopplungsfaktor 20mm. Dar{\"u}ber hinaus werden globale Optimierungsergebnisse anhand eines Algorithmus erhaltet, die unabh{\"a}ngig von der anf{\"a}nglichen Konfiguration sind. Alle optimierten Abst{\"a}nde betragen null Millimeter. {\"U}ber die Monte-Carlo-Methode verf{\"u}gen unterschiedliche Spulen allerdings {\"u}ber verschiedene optimierte Konfigurationen und Eigeninduktivit{\"a}ten. Die Verbesserung und Erh{\"o}hung der Feldgr{\"o}{\ss}e ist vorteilhaft, um die induktive Energie{\"u}bertragung mit hohem Wirkungsgrad zu entwickeln.}, added-at = {2022-10-25T14:13:37.000+0200}, address = {Stuttgart}, author = {Luo, Yuqi}, biburl = {https://puma.ub.uni-stuttgart.de/bibtex/2f99891b37bd3fe25d399c40585f9a4c9/iew_homepage}, editor = {Lusiewicz, Anna}, interhash = {58c1976740d52d771740654665f55dad}, intrahash = {f99891b37bd3fe25d399c40585f9a4c9}, keywords = {COMSOL FEM Optimierung Spulendesign iew_stua_cet induktives_Laden}, publisher = {Institut f{\"u}r elektrische Energiewandlung}, school = {{Universit{\"a}t Stuttgart}}, timestamp = {2022-10-25T12:14:06.000+0200}, title = {{FEM-Optimierung von Spulendesigns f{\"u}r das induktive, dynamische Laden}}, year = {07.03.2019} }