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Elektromechanik Auf dem

Elektromechanik Auf dem Weg zur optimalen Kühllösung - simulieren statt probieren Ständig wachsende Anforderungen und immer komplexer werdende Anwendungen machen eine wohlüberlegte Vorbereitung unumgänglich - speziell im Hinblick auf Leistungs- und Kostenoptimierung in einem sich immer schneller ändernden Markt. Durch eine frühzeitige Einbindung der thermischen Simulation in die Systementwicklung können thermische Probleme früh erkannt und behoben werden. Dazu bietet diese den effizientesten Weg um Temperaturentwicklungen und Strömungsbedingungen zu visualisieren. Eine Vernachlässigung des thermischen Managements kann im schlimmsten Fall zum Scheitern eines Projekts führen. Wie funktioniert eine thermische Simulation? Anhand von Randbedingungen wird zunächst ein Simulationsmodell aufgebaut. Bei bestehenden Systemen wird der Systemaufbau mit der bestehenden Kühllösung in das Simulationsmodell übernommen und simuliert. Um zuverlässige Simulationsergebnisse zu erhalten muss das 3D-Modell vorab für das Simulationsprogramm sorgfältig aufbereitet werden. Bei Neuentwicklungen wird basierend auf den Randbedingungen ein erster Kühllösungsentwurf konstruiert und anschließend simuliert. Dabei bietet es sich an, mehrere Simulationen verschiedener Lösungsmöglichkeiten durchzuführen und die Ergebnisse zu bewerten, um daraus die optimale Kühllösung zu konstruieren. Zur Durchführung einer thermischen Simulation sind folgende Informationen notwendig: • Thermische Leistungen der Komponenten • Umgebungstemperatur • 3D-Daten des Systems Schnittbild durch eine aktive ComExpress-Kühllösung • Materialien der Komponenten • Lüfter/lüfterlos • Zielvorgaben hinsichtlich der Temperaturen Vorteile Die Vorteile durch den Einsatz von thermischer Simulationen im Entwicklungsprozess sind insbesondere: • Vermeidung thermischer Probleme bereits im Vorfeld • Massive Zeitersparnis bei der Entwicklung / weniger Entwicklungsschleifen • Transparente und planbare Entwicklungskosten • Kürzere Prototypenphasen • Leistungs-, und kostenoptimierte Kühllösungen • Frühzeitiges Aufdecken von HotSpots im System • Aufdecken von weiterem Optimierungspotenzial im Systemaufbau (z.B. Größenreduzierung bei gleicher Leistung, Anordnung von Bauteilen, Größe und Anzahl von Lüftungsschlitzen im Gehäuse) Warum sind thermische Simulationen bestehender Systeme sinnvoll? Thermische Simulationen bereits bestehender Systeme dienen zum einen dazu, thermische Probleme aufzudecken und zu beheben, zum anderen können Kühllösungen im Hinblick auf Kosten und Leistung optimiert werden. Nutzen und Vorteile • Erkennung und Behebung thermischer Probleme • Aufdecken von Hotspots im System • Ermitteln von Optimierungspotenzialen im Systemaufbbau Um die Kunden schneller ans Ziel zu bringen hat die EKL AG ihre Entwicklungsabteilung stark ausgebaut und ihre Prozesse weiter optimiert. Das Unternehmen arbeitet mit der Simulationssoftware FloEFD des Herstellers Mentor Graphics. FloEFD basiert auf CFD-Methoden. In Kombination mit der neuesten Hardware verfügt die EKL AG über hohe Rechenleistungen um die Simulationszeiten kurz zu halten. Ab sofort werden drei attraktive Entwicklungspakete (Basic, Plus und Premium) angeboten, welche neben der Konstruktion der Kühllösung auch die Thermosimulation beinhaltet. Je nach Komplexität des Projektes kann somit kostentransparent eines der Pakete ausgewählt werden. Für die passende Auswahl des Paketes bieten die Spezialisten der EKL AG bereits im Vorfeld einen kostenlosen Systemcheck an. Je nach Verlauf sind während der Simulationsphase Erweiterungen oder Reduzierungen auf andere Pakete möglich. Kunden des Unternehmens profitieren von 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von individuellen Kühllösungen und reduzieren somit ihre „time to market“ auf ein Minimum. Entwicklung, Prototypenbau, Vorserienfertigung und Serienfertigung - alles aus einer Hand. Temperaturverteilung und Luftströmungsverhalten eins aktiven Heatpipe CPU-Kühlers • EKL AG www.simulieren-statt-probieren.de 42 PC & Industrie 4/2015

Elektromechanik Die perfekte Verbindung Ex de Lösungen kombinieren Vorteile von Ex e und Ex d Bild 1: Druckfest gekapseltes Gehäuse für Zone 1 Gasgruppe IIB mit Steuer- und Anschlusskasten in Zündschutzart Ex e. Maßgeschneiderte Ex de-Lösungen von Pepper+Fuchs verbinden die Vorteile der Zündschutzarten Ex e und Ex d in optimaler Weise. In den Solution Engineering Centern des Unternehmens werden sie weltweit vor Ort kundenspezifisch konstruiert und gefertigt. Ex de-Lösungen von Pepperl+Fuchs bestehen aus einer Kombination von druckfest gekapseltem Gehäuse (Ex d) und einem Ex e-Gehäuse, in das Anschlussklemmen und Bedienelemente kundenspezifisch eingebaut werden. Durch spezielle Kabeldurchführungen werden beide sicher verbunden. Ein Flansch zwischen den Gehäusen garantiert darüber hinaus den Ex- Schutz des Ex e-Gehäuses und verhindert, dass sich Schmutz ablagert oder Feuchtigkeit eindringt. In das Ex d-Gehäuse können Komponenten der Mess- und Regeltechnik oder der elektrischen Installationstechnik eingebaut werden, die nicht speziell für den Ex-Bereich konstruiert sind. Neben Trennbarrieren oder Field- Connex Feldbus-Modulen von Pepperl+Fuchs können das auch DCS- und ESD-Systeme oder andere elektrische Komponenten nach Spezifikation des Anwenders sein. Dank des druckfest gekapselten Gehäuses ist eine Gefährdung der Umgebung durch diese Nicht-Ex-Geräte ausgeschlossen. Idealerweise wird das Ex d-Gehäuse nach der Erstinstallation so wenig wie möglich geöffnet, da beim Öffnen und Schließen spezielle Regeln gemäß IEC 60079-14 zu beachten sind. Im Ex e-Gehäuse darunter werden ausschließlich separat Ex-zertifizierte Komponenten verbaut. So ist es in der Anlage nach dem Freischalten wesentlich einfacher und sicherer zugänglich als das Ex d-Gehäuse. Anschlussklemmen sowie Bedien- und Beobachtungselemente können unter Beachtung der entsprechenden Vorschriften jederzeit gewartet oder ausgetauscht Bild 2: Kundenspezifische Integration von elektrischen Komponenten sowie Bedienelemente in eine Lösung mit kombinierten Zündschutzarten Ex d und Ex e. werden. Mit Ex de bietet Pepperl+Fuchs den Anwendern so die Vorteile beider Zündschutzarten in einer maßgeschneiderten Lösung. Es ist die optimale Verbindung von sicherem Schutz für nicht-Ex-Geräte mit der Möglichkeit einer schnellen Inbetriebnahme und einfacher Modifikation. • Pepperl+Fuchs GmbH www.pepperl-fuchs.com Unterteilung für Kombinationsgehäuse Fischer Elektronik hat ihr umfangreiches Programm an Kombinationsgehäusen für 100 mm sowie 160 mm breite Leiterplatten erweitert. Die neu entwickelten Profile KO UT 20 dienen der Unterteilung von Kombinationsgehäusen der Serien KO H und KO HL und ermöglichen somit die Aufnahme von mehreren ungenormten Leiterplatten gleichzeitig. Die Integration verschiedener Leiterplattenbreiten wird durch eine variable Positionierung der Unterteilung in der Gehäusekombination erreicht. Beidseitige, in den Profilen integrierte 1,8 mm breite Führungsnuten geben dem Anwender die Möglichkeit einer optimalen Ausnutzung des Gehäuseinnenraums. Sieben zur Verfügung stehende, unterschiedliche Höhenvarianten der Profile KO UT 20 erlauben eine Unterteilung von nahezu jeder möglichen Gehäuse- Bauhöhe. Passend zu den Standardausführungen der KO-Grundgehäusen sind KO UT 20-Profile in sechs Längen (in 100, 120, 160, 200, 220, 234 mm), und in drei verschiedenen Oberflächen (naturfarbig,- schwarz eloxiert und transparent passiviert) erhältlich. • Fischer Elektronik info@fischerelektronik.de www.fischerelektronik.de PC & Industrie 4/2015 43