Partner:
Elektromotory Frenštát odštěpný závod Siemens s.r.o.

Odvětví: energetika, strojírenství

Ve spolupráci s odborníky ze společnosti Siemens s.r.o. pracujeme na vývoji optimálního návrhu ventilačního uzlu zajištujícího efektivní chlazení asynchronního elektromotoru. Odštěpný závod Elektromotory Frenštát patří mezi přední světové dodavatele nízkonapěťových asynchronních elektromotorů. K jejich hlavním zákazníkům patří výrobci čerpadel, kompresorů a klimatizačních zařízení. Jednou z priorit firmy Siemens s.r.o. je výroba elektromotorů s vysoce účinným systémem chlazení, který zajišťuje bezproblémový chod zařízení i v extrémních podmínkách.

Při návrhu aktivního ventilačního uzlu zabezpečujícího efektivní chlazení elektromotoru je nutné zajistit přívod co možná největšího objemu vzduchu a ten rozvést na maximální možnou plochu kostry elektromotoru pro zajištění dostatečného odvodu tepla generovaného elektromagnetickými jevy. Optimální návrh ventilačního uzlu nesmí svou konstrukcí negativně ovlivnit chod elektromotoru navýšením mechanických ztrát či nepřiměřeným generováním hluku.

Pro nalezení optimálního návrhu splňujícího výše definované parametry je nezbytné provedení desítek výpočetně náročných simulací proudění. Díky dostupné HPC infrastruktuře IT4I v kombinaci s využitím open source softwarového řešení je možné provedení simulací proudění na celém elektromotoru bez jakýchkoli tvarových zjednodušení. Tímto postupem lze plně nahradit laboratorní měření virtuálním modelem, což vede k urychlení procesu návrhu ventilačního uzlu a umožňuje posouzení dopadu jednotlivých změn na jeho funkčnost bez nutnosti vytvářet fyzický prototyp.

S použitím infrastruktury IT4I v synergii s dostupným know-how v oblastech simulací proudění je možné provedení několika s měřením srovnatelných simulací ustáleného stavu do dvou hodin a plně transientního modelu do dvou dnů, a to na plném modelu elektromotoru bez geometrických zjednodušení. Simulace jednoho návrhu s použitím běžné pracovní stanice se pohybují v řádech dnů pro simulace ustáleného stavu nebo v řádu měsíců pro jednu časově závislou simulaci, což prakticky, na rozdíl od použití moderní HPC infrastruktury, znemožňuje přesun návrhu do oblasti virtuálního prototypování.

Slovo partnera

Ing. Igor Majer
vedoucí vývojového centra Ostrava Siemens s.r.o.

“Přestože je spolupráce s národním superpočítačovým centrem teprve v počátcích, již dnes v ní, co se týče oblasti inovačních a výzkumných projektů, vidím velký potenciál. V poslední době slýcháváme často o Průmyslu 4.0, digitalizaci nebo digitálních
dvojčatech. A právě tento výzkumný projekt je pěknou ukázkou toho, že v Siemensu se řada zajímavých digitalizačních projektů realizuje. Pevně věřím, že tyto společné aktivity jsou dobrým předpokladem pro zvýšení konkurenceschopnosti našich výrobků
a v budoucnu přinesou i mnohá inovativní řešení.”