E-Motor Design
Auslegung, Berechnung und Optimierung elektrischer Motoren – vom Konzept bis zur serienreifen Lösung.
CME wählt den richtigen Elektromotor für Ihre Anwendung und optimiert das Design nach Ihren Vorgaben. Unsere Experten berechnen und simulieren Magnetkreise, Blechschnitte und thermische Belastungen – für Motoren mit besonders hohem Wirkungsgrad, auch unter rauen Umgebungsbedingungen und bei hohen Temperaturen. Durch die enge Integration von E-Motor-Design, Leistungselektronik und Regelungstechnik entstehen optimal aufeinander abgestimmte Antriebssysteme.
Auslegung & Design von EC-, DC- und Synchronmaschinen
- Konzeptionierung und Auslegung bürstenloser EC-Motoren, DC-Motoren und PMSM
- Dimensionierung von Drehmoment, Drehzahl, Wirkungsgrad und Baugröße nach Lastprofil
- Anpassung an Betriebsbedingungen: Dauerbetrieb, Spitzenlast, Taktbetrieb
- Entwicklung kundenspezifischer Motorgeometrien für OEM-Applikationen
Geometrie-Design des Magnetkreises (Rotor & Stator)
- Auslegung von Rotor- und Statorgeometrie für optimalen magnetischen Fluss
- Nutengeometrie, Wicklungsschema und Polzahl-Optimierung
- Minimierung von Rastmoment (Cogging) und Drehmomentwelligkeit
- Einsatz von Permanentmagneten (Ferrit, NdFeB) nach thermischen und kostenspezifischen Anforderungen
Blechschnitt-Konstruktion
- Konstruktion von Stanzgeometrien für Rotor- und Statorbleche
- Werkstoffauswahl (z. B. NO20, M270-35A) nach Verlustvorgaben
- Optimierung der Blechpaketierung für Fertigungseffizienz und Toleranzrobustheit
- Berücksichtigung von Stanzprozess und Werkzeugauslegung in der Konstruktionsphase
Auslegung für Hochtemperaturanwendungen
- Motordimensionierung für Dauerbetrieb bei erhöhten Umgebungstemperaturen (bis 180 °C+)
- Auswahl temperaturstabiler Werkstoffe: Isolationsklasse H/C, Hochtemperatur-Magnete
- Thermische Simulation und Validierung im Betriebsprofil
- Qualifizierung für automotive und industrielle Hochlastanwendungen
Elektromagnetische FEM-Simulation (Motor-CAD / ANSYS)
- Numerische Feldberechnung mit Motor-CAD und ANSYS Maxwell
- Analyse von Flussdichte, Wirbelstromverlusten und Sättigungsverhalten
- Thermisch-elektromagnetische Co-Simulation für realitätsnahe Betriebspunkte
- Iterative Optimierung von Geometrie und Wicklung auf Basis der Simulationsergebnisse
Analytische Berechnung & Optimierung
- Analytische Auslegung nach gängigen Maschinengleichungen (Kp, Ke, L, R)
- Wirkungsgradoptimierung über gesamtes Drehzahl-/Drehmomentkennfeld
- Verlustaufteilung: Kupferverluste, Eisenverluste, mechanische Verluste
- Abgleich analytischer Ergebnisse mit Simulationsdaten und Messung
Applikationsspezifische Motorauswahl
- Anforderungsanalyse und Lastprofil-Auswertung für die optimale Motortopologie
- Vergleich und Bewertung von Standardmotoren vs. kundenspezifischer Entwicklung
- Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung inkl. Energiekosten und Lebensdauer
- Herstellerunabhängige Beratung und Qualifizierung geeigneter Antriebslösungen
Integration mit Leistungselektronik & Regelung
- Systemabstimmung zwischen Motor, Inverter und Regelungsalgorithmus
- Auslegung von Zwischenkreis, Shunt-Messung und Gate-Driver-Topologie
- Abstimmung von PWM-Frequenz, Totzeit und EMV-Verhalten auf den Motor
- Validierung des Gesamtsystems im Hardware-in-the-Loop-Betrieb
Ansteuerstrategien für EC-Antriebe (Effizienz, Geräusch, Robustheit)
- Implementierung von FOC, MTPA und Feldschwächung für erweiterten Drehzahlbereich
- Geräuschoptimierte Ansteuerung durch Oberschwingungsminimierung und Zufalls-PWM
- Sensorlose Drehzahl-/Lageerkennung (BEMF, HF-Injektion)
- Robustheitsstrategien: Kurzschlussschutz, Temperaturbegrenzung, Fehlertoleranz
Machbarkeit klären – bevor Kosten entstehen.
Senden Sie uns Ihre Anforderungen. Wir prüfen Machbarkeit, Risiken und Zeitrahmen – und sagen ehrlich, was geht.
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