Computergestütztes elektrisches Maschinenlabor

Elektrische Maschinen spielen seit Jahrzehnten eine zentrale Rolle bei der Energieumwandlung, nicht nur als Generatoren zur Erzeugung elektrischer Energie, sondern auch als Motoren, z.B. für Elektrofahrzeuge. Es wird geschätzt, dass sie mehr als die Hälfte des elektrischen Gesamtenergieverbrauchs ausmachen. Die moderne Leistungselektronik brachte zahlreiche neue Betriebs- und Einsatzmöglichkeiten solcher Motoren, und zusammen mit neuen Materialien und Fertigungstechniken sowie durch Fortschritte in d er Konstruktionsoptimierung und Regelungstechnik bergen sie enormes Potenzial für das Erreichen der Klimaziele. Aktuelle Auslegungsverfahren für elektrische Maschinen basieren auf nur wenigen Parametern und Betriebsarten, typischerweise bei konstanter Drehzahl oder konstantem Drehmoment. Optimierungspotenzial bleibt dadurch auf der Strecke. Dieses Potenzial soll nun nutzbar gemacht und mit den Forschungsarbeiten ein Paradigmenwechsel vollzogen werden, hin zu neuen integrierten Simulations- und Auslegungsansätzen. Die neuen Ansätze berücksichtigen von Anfang an alle wichtigen Aspekte einer elektrischen Maschine, wie Form und Topologie, zeitabhängige Betriebszyklen, komplexes Materialverhalten, Parameterunsicherheiten, Robustheit und Lärmentwicklung, sowie neue Kühltechniken zum Ausreizen thermischer Grenzen. Das Modellieren, Simulieren und Optimieren eines derart komplexen Systems stellt extreme Herausforderungen an das Computational Engineering (CE). Bei CE handelt es sich um eine interdisziplinäre Wissenschaftsdisziplin mit Verbindungen zur angewandten Mathematik, der Informatik und den Ingenieurwissenschaften, die sich neben Theorie und Experiment als dritte Säule des ingenieurwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns etabliert hat. Das koordinierte Programm ist der erste gemeinsame deutsch-österreichische Forschungsverbund in der Förderlinie Sonderforschungsbereiche/Transregio (DFG) / Spezialforschungsbereiche (FWF). Das Konsortium besteht aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der beiden strategischen Partneruniversitäten TU Darmstadt und TU Graz, sowie der Johannes Kepler Universität Linz.