Projektowanie silników elektrycznych i generatorów

Simcenter E-Machine Design jest oprogramowaniem opracowanym specjalnie z myślą o projektowaniu generatorów i silników elektrycznych, w związku z czym oferuje interfejs dostosowany do potrzeb inżynierów. Zawiera wiele sparametryzowanych szablonów uwzględniających najpopularniejsze topologie maszyn elektrycznych, m.in. maszyn o strumieniu promieniowym i osiowym.

W pełni zautomatyzowane przepływy informacji dotyczących symulacji umożliwiają przeprowadzenie kilkoma kliknięciami symulacji wydajności silnika elektrycznego lub generatora. Dzięki temu projektanci mogą znacznie szybciej oceniać setki projektów tygodniowo, bez specjalistycznej wiedzy w dziedzinie symulacji.

Rozwiązanie umożliwia maksymalnie wczesne połączenie parametrów magnetycznych i termicznych w cyklu projektowania, dzięki czemu inżynierowie mogą zmniejszyć awaryjność silnika i wydłużyć czas jego eksploatacji. Biorąc pod uwagę, że wzrost temperatury silnika o każde 10 stopni Celsjusza (°C) powyżej przewidzianej temperatury roboczej skutkuje skróceniem czasu eksploatacji silnika o 50%, problemy natury wielofizycznej mają kluczowe znaczenie dla usprawnienia procesu projektowania.

Dokładność symulacji układów elektromagnetycznych o niskiej częstotliwości EMAG jest w dużym stopniu uzależniona od danych materiałowych i kompleksowej obsługi zależności wynikających z właściwości materiałów. Rozwiązanie Simcenter do zaawansowanego modelowania materiałów w układach elektromagnetycznych uwzględnia nieliniowości, zależności temperaturowe, demagnetyzację magnesów stałych, utratę histerezy i efekty anizotropowe. Umożliwia to analizę efektów, takich jak demagnetyzacja magnesów stałych, w celu sprawdzenia ich żywotności i analizę strat zależnych od częstotliwości w warstwach części przy jednoczesnym skróceniu czasu przetwarzania danych. Uwzględnienie wszystkich strat w celu uzyskania dokładnego bilansu energetycznego. Z myślą o ułatwieniu pracy do oprogramowania dołączono bibliotekę ponad 400 dostępnych materiałów elektromagnetycznych.

Analiza na poziomie układu lub oparta na modelu wymaga dokładnych modeli podkomponentów, aby uwzględnić interakcje i lokalne stany nieustalone, które wpływają na ogólne zachowanie układu.

Oprogramowanie Simcenter do projektowania układów elektromagnetycznych o niskiej częstotliwości zawiera m.in. funkcje natywnej symulacji obwodów, łączniki umożliwiające wykonywanie współsymulacji oraz funkcje eksportu modeli systemu 1D do oprogramowania Simcenter Flomaster, Simcenter Amesim, Xpedition AMS i innych platform.

Oprogramowanie Simcenter 3D oferuje wielofizyczną platformę umożliwiającą współpracę między działami. Przy jej użyciu różne zespoły mogą tworzyć symulacje parametrów elektromagnetycznych, strukturalnych, termicznych lub akustycznych powiązanych z jedną geometrią, ułatwiając tym samym synchronizację działań.

Połączenie symulacji sił elektromagnetycznych z symulacją transmisji i akustyki pozwala zweryfikować parametry hałasu, drgań i uciążliwości dźwięków (NVH) zintegrowanego napędu elektrycznego. Taka symulacja uwzględnia efekt sprzężenia sił elektromagnetycznych i wahań momentu obrotowego z komponentami mechanicznymi w celu uzyskania wyników o większej dokładności.

Rosnąca złożoność maszyn elektrycznych wymaga nowatorskich systemów chłodzenia oraz uwzględnienia szczegółowej weryfikacji parametrów wielofizycznych. Oprogramowanie Simcenter STAR-CCM+ umożliwia sprzężenie parametrów elektromagnetycznych i termicznych oraz symulacji przepływu płynów i termicznych w celu uzyskania wysoce precyzyjnej analizy wydajności chłodzenia silnika elektrycznego lub generatora.