Parametrische 3D-Modellierung von Profildrahtwickelspulen für elektrische Maschinen

Abstract

Die Firma Traktionssysteme Austria GmbH entwickelt und fertigt elektrische Traktionsmaschinen. Speziell geformte Profildrahtwickelspulen sind Bestandteile der Statorwicklungen in diesen Traktionsmaschinen. Die mittlere Leiterlänge der verwendeten Statorspulen ist ein wichtiges Auslegungskriterium für die Funktion der Maschine. Ein Vorausberechnungsformular für die Berechnung der mittleren Leiterlänge wurde erstellt. Zur Herstellung der Profildrahtwickelspulen ist ein Halbzeug - die Trapezwickelspule - erforderlich. Die bisher erstellten Fertigungszeichnungen haben deutliche Abweichungen zu den rückgemeldeten Einstelldaten in der Fertigung gezeigt. Auf Basis eines realitätsnahen 3D-Modells in CATIA V5 R16 wurde ein Berechnungssystem für die geometrische Auslegung der Trapezwickelspulen und die automatisierte Fertigungszeichnung modifiziert. Die Implementierung der Vorausberechnung der mittleren Leiterlänge in ein firmeninternes Excel-Formular ergibt Einsparungen in der Entwicklungszeit der Profildrahtwickelspulen. Mit der Optimierung der Berechnung der Trapezwickelspulen konnte im Vergleich zum alten System eine Verminderung der Abweichungen der Fertigungszeichnungsangaben zu den Fertigungs-einstelldaten in signifikanter Höhe erzielt werden.<br />

The company Traktionssysteme Austria GmbH develops and builds electrical traction motors. Special formed statorcoils made from profilewire are parts of stator windings in electrical traction motors.<br />The mean conductor length of the statorcoils is a critical design parameter for the function of the machines. A projection form for the technical design and for the precalculation of the mean conductor length was created. For producing statorcoils a preproduct - the trapezoid winding coil - is necessary. The formerly created engineering drawings have shown clear deviations to the reported adjustmentdata of the manufacturing line. A new calculation system for the geometric projection of these trapezoid winding coils, based on a realistic 3D-model in CATIA V5 R16, and a automated technical engineering drawing was developed. The implementation of the projection form of the mean conductor length in a companyinternal Excel-sheet results in savings of development time of the statorcoils. The optimization of trapezoid winding coil calculation could achieve a reduction of deviations to the adjusted manufacturing data on a significant level.