Cobham Technical Services heeft de mogelijkheden van de Opera-3D software voor elektromagnetische ontwerpen uitgebreid met een tool die kan worden gebruikt bij de analyse van natuurlijke trillingen. Voor ontwerpers kan de tool vooral zinvol zijn voor elektrische machines, om de krachten te beperken die voor trillingen kunnen zorgen in de buurt van de natuurlijke trillingsfrequenties van de machine. Hierdoor kunnen overmatige trillingen of het contact tussen roterende en stationaire onderdelen al in de ontwerpfase worden voorkomen.
Opera biedt een volledige set tools voor ontwerp, simulatie, analyse en optimalisatie voor elektromagnetische toepassingen. De software kenmerkt zich door nauwkeurige simulatie en snelle uitvoering. Het modulaire pakket omvat ook eindige elementen oplossingen voor statische en in de tijd variërende elektromagnetische velden en specifieke oplossingen voor toepassingen voor roterende elektrische machines, supergeleidende magneten en magnetiserings/demagnetiseringsprocessen.
Geïntegreerde tool
Door het vaststellen van mechanische trillingen in combinatie met elektromagnetische modellering en thermische belasting kan de geïntegreerde 3D tool de complexiteit en benodigde tijd voor ontwerptrajecten belangrijk verminderen.
Een van de belangrijkste voordelen hiervan is het terugdringen van de noodzaak om fysieke prototypen te bouwen om het gedrag van een ontwerp vast te stellen. Door een uitgebreide volledige simulatie ontstaat meer kennis van nieuwe ontwerpen, waardoor het mogelijk is om het werkelijke aantal echte prototypes sterk te beperken. Hierdoor wordt flink op kosten en ontwerptijd bespaard.
Simulatie van elementen is een praktisch hulpmiddel voor het verkennen van ontwerpconcepten en het valideren van apparaatprestaties. Goedkeuring vanaf het begin van het ontwerpproces kan innovatie stimuleren en leiden tot ontwerpen, die de eerste keer goed zijn. Automatisch ontwerpen met behulp van computermodellen is een effectieve investering voor een bedrijf om verzekerd te zijn van succesvolle producten en een continue stroom ontwerpideeën.
Nieuwste versie
De laatste versie van de software vergroot de mogelijkheden van Opera voor veel gangbare ontwerp en engineering toepassingen. Mechanische belastingen en trillingen zijn belangrijke overwegingen bij het ontwerp van spoelen en wikkelingen in transformatoren, motoren, generatoren, actuatoren, grote elektromagneten en supergeleidende magneten.
De veelzijdige mogelijkheden van Opera software zijn uitgebreid met een nieuwe oplossing, die het ingenieurs mogelijk maakt om de effecten van krachten in componenten van elektrische machines te evalueren, zoals de krachten die werken op een klauwpoolrotor (links). Samen met de al uitgebreide mogelijkheden binnen de software van Opera kan de nieuwe belasting analyse tool worden gebruikt voor onderzoek naar en vermindering van krachten, die overmatige trillingen kunnen veroorzaken in elektrische machines.
Onder de kritische ontwerpeisen vallen onder meer de uiteinden van een statorwikkeling van een generator met betrekking tot een kortsluitcircuit of de mogelijkheid van de magneetspoelen van een supergeleidende magneet om de mechanische krachten tijdens het inschakelen te weerstaan.
Stress/EV
De nieuwe modeloplossing – bekend als Stress/EV – levert de gebruiker een gespecificeerd aantal waarden binnen een bepaald frequentiebereik en berekent daarmee de eigen vectoren van elke modus. Ze werkt in combinatie met de mogelijkheden voor statische belastinganalyse van Opera, die de vervorming en spanningen en vervormingen van een component berekent op basis van aan externe en interne krachten. De krachten die zijn berekend op basis van elektromagnetische velden, kunnen worden gebruikt als invoer voor de spanningsanalyse.
Stress/EV kan omgaan met isotrope, orthotrope en volledig anisotrope materialen, waarvan de eigenschappen kunnen worden opgegeven als een constante of een expressie. Het programma gebruikt de Youngs modulus, Poisson-verhouding en afschuifmodulus van het materiaal, samen met zijn elasticiteitsmatrix als deze volledig anisotroop is.
