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Es werden die Grundlagen der elektromagnetischen Feldtheorie erarbeitet, die für die Auslegung elektrischer Maschinen und Apparate notwendig sind. Der Absolvent lernt die Finite-Element-Methode kennen und kann diese für elektromag-netische Simulationen im Nieder- und Hochfrequenzbereich anwenden. Um die in der Praxis auftretenden Designprobleme zu lösen, kommt moderne kommerzielle Simulationssoftware (Infolytica, ANSYS oder COMSOL) zum Einsatz.
Simulationsbasiertes Design und virtuelles Prototyping a. Dielektrisches Design (die elektrostatischen Gleichungen und Randbedingungen) b. Elektromechanisches Design (die magnetostatischen Gleichungen und Randbedingungen, magnetische Kräfte und ihre Kopplung mit der mechanischen Analyse) c. Elektrothermisches Design (Eisen- und Kupferverluste und ihre Kopplung mit der thermischen Analyse) d. Elektrodynamische Analyse und dazu gehörende Eigenwertprobleme (Maxwell-Gleichungen, Wellenausbreitung, Wellenleiter, Antennen, Resonatoren und Lichtleitfasern)
Finite-Element-Methode für elektromagnetische Simulationen a. Skalar-FEM (Elektrostatik, Magnetostatik, Wirbelstromanalyse usw.) b. Vektor-FEM (3-D-Wirbelstromanalyse, Wellenausbreitung, Eigenwertprobleme)
Praktische Anwendungen a. Dielektrische Berechnungen von Hochspannungsgeräten b. Wirbelstromanalyse von Leistungstransformatoren c. Elektromagnetische Analyse elektrischer Maschinen d. Eigenwertanalyse von Wellenleitern und/oder optischen Leitfasern e. Elektromagnetische Analyse von Mikrowellen- und/oder optischen Antennen f. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).