Analyse der elektrischen Leitfähigkeit und des DC-Stromflusses

Elektrische Leitungsanalyse in EMWORKS

Stationärer Stromfluss in Leitern unter angelegten Spannungen oder Strömen.

• Stromdichte und Strompfade in Leitern

• Spannungsabfall und Widerstand von Sammelschienen, Kabeln, Leiterbahnen und Kontakten

• Joule-Verluste (I²R) und Verlustleistung

• Eingangsgrößen für gekoppelte elektro-thermische Analysen

Zentrale Funktionen der elektrischen Leitungsanalyse in EMWORKS 

• Stationäre Leitungsanalyse auf CAD-Basis: Löst den DC- bzw. stationären Stromfluss in Leitern direkt auf der CAD-Geometrie.

• Stromdichte und Strompfade: Berechnet die Stromdichteverteilung und die Hauptstrompfade in Sammelschienen, Kabeln, Leiterbahnen und Kontakten.

• Widerstand und Spannungsabfall: Bewertet den elektrischen Widerstand und den Spannungsabfall einzelner Bauteile oder kompletter Leitungswege.

• Joule-Verluste (I²R): Berechnet ohmsche Verluste und die gesamte Verlustleistung in Leitern.

• Wärmeerzeugung für elektro-thermische Kopplung: Exportiert Verlustverteilungen als Wärmequellen für nachfolgende thermische Analysen.

• Parametrische Studien: Unterstützt Geometrie-, Material- und Anregungssweeps zur Untersuchung ihrer Auswirkungen auf Strom, Widerstand und Verluste.

Anwendungen der elektrischen Leitungsanalyse 

Typische Anwendungsfälle:

• Busbars and power distribution – DC-Widerstand, Stromdichte, Hotspots, I²R-Verluste

• Cables and harnesses – Spannungsabfall, Strombelastbarkeit, Erwärmung von Verbindungsstellen und Kontakten

• Connectors, terminals, contactors – Kontaktwiderstand und lokaler Temperaturanstieg

• PCB traces, shunts, and resistors – Stromaufteilung, I²R-Verluste, Messgenauigkeit

• Fuses – Stromdichte und Schmelzverhalten bei Überstrom

• Battery packs and EV power paths – Stromaufteilung in Parallelpfaden, Verluste in Sammelschienen

• Power converters and inverters – Leitungsverluste in Verbindungen, Filtern und internen Leitern

• Switchgear, transformers, and electric machines – Leiter- und Wicklungsverluste, Stromverteilung

Ergebnisse der elektrischen Leitungsanalyse

Für jede Studie liefert die elektrische Leitungsanalyse typischerweise:

• Elektrisches Potenzial (Spannung)

• Elektrisches Feld in Leitern

• Stromdichteverteilung

• Gesamtstrom in definierten Pfaden oder Leitern

• Widerstand von Leitern oder Leitungswegen

• Verlustleistung (I²R oder J·E)

In gekoppelten elektro-thermischen Analysen umfassen zusätzliche Ergebnisse:

• Temperatur

• Temperaturgradient

• Wärmestrom