Bewegungskopplung in EMWORKS
Bewegungskopplung in EMWORKS
Die Bewegungskopplung in EMWORKS verknüpft elektromagnetische Feldlöser mit der mechanischen Bewegung (Rotation und Translation) von Bauteilen im Modell. Sie wird für Geräte mit beweglichen Komponenten eingesetzt, wie z. B. Motoren, Aktuatoren, Solenoide, Relais, Positionssensoren sowie Transformatoren mit beweglichen Kernen oder Shunts.
Sie ermöglicht:
Definition vorgegebener Bewegungen (Geschwindigkeit, Position über der Zeit, Winkel über der Zeit) für ausgewählte Bauteile
Berechnung von Feldern, Kräften und Drehmomenten auf bewegliche Teile bei Positionsänderung
Nutzung der Kraft- und Drehmomentergebnisse zur Auslegung von Antrieben, Lagern und mechanischen Stützstrukturen
Funktionsweise der Bewegungskopplung
Mit der Bewegungskopplung können Sie ausgewählten Bauteilen im elektromagnetischen Modell eine Translation oder Rotation zuweisen und die Felder für jede Position oder jeden Zeitschritt berechnen.
Sie definieren Verschiebung, Geschwindigkeit, Winkel oder Position in Abhängigkeit von der Zeit für die beweglichen Teile.
Bei jedem Schritt aktualisiert der Solver die relative Position von Stator und Rotor (bzw. festen und beweglichen Teilen) und berechnet Felder, Kräfte und Drehmomente neu.
Die Ergebnisse (z. B. Fluss, Kraft, Drehmoment in Abhängigkeit von Position oder Zeit) werden zur Bewertung der Geräteleistung verwendet, etwa für Rastmoment in Motoren, Kraft-Hub-Kennlinien von Aktuatoren oder Kräfte auf bewegliche Shunts in Transformatoren.
Zentrale Vorteile der Bewegungskopplung in EMWORKS
Elektromagnetische Ergebnisse in Abhängigkeit von Position/Zeit: Berechnung von Feldern, Kräften und Drehmomenten während der Bewegung von Bauteilen (z. B. Rotorwinkel, Plungerhub, Shuntposition).
Direkte Bewertung des elektromechanischen Verhaltens: Ermittlung von Drehmoment-Winkel-Kennlinien, Kraft-Hub-Kurven, Rastmoment, Haltekraft sowie Einzugs- und Abfallkennwerten.
Einheitlicher Workflow für Bewegung und Feldanalyse: Definition der Bewegung im selben Modell wie die elektromagnetische Analyse (lineare oder rotatorische Bewegung, ein oder mehrere bewegliche Teile).
Unterstützung gängiger elektromechanischer Geräte: Motoren, Generatoren, lineare und rotatorische Aktuatoren, Relais, Solenoide, Schütze sowie Transformatoren mit beweglichen Kernen oder Shunts.
Daten für Multiphysik-Analysen: Nutzung von Kraft-, Drehmoment- und Verlustdaten in Abhängigkeit von Zeit oder Position als Eingaben für mechanische, thermische oder Systemsimulationen.
Anwendungen der Bewegungskopplung in EMWORKS
Typische Einsatzbereiche:
Elektrische Motoren und Generatoren – Drehmoment-Winkel-Kennlinien, Rastmoment, Haltemoment, Drehmomentrippel in Abhängigkeit von Rotorposition und Strom
Lineare und rotatorische Aktuatoren / Solenoide / Relais / Schütze – Kraft-Hub- oder Kraft-Winkel-Kurven, Einzugs- und Abfallverhalten, Reaktion auf Ansteuerwellenformen
Transformatoren mit beweglichen Kernen oder Shunts – Einfluss der Kern- oder Shuntposition auf Fluss, Induktivität, Streuung und Verluste
Elektromagnetische Bremsen und Kupplungen – Drehmoment in Abhängigkeit von Schlupf oder Position beim Ein- und Auskuppeln
Positions- und Bewegungssensoren – Feldstärke an Hall-, magnetoresistiven oder induktiven Sensoren in Abhängigkeit von der Zielposition
Magnetische Levitation und Magnetlager – Auftriebskraft, Steifigkeit und Stabilität in Abhängigkeit von Luftspalt und Strom
Elektromagnetische Beschleuniger (Railgun / Coilgun) und betätigte Ventile – Kräfte auf bewegliche Teile sowie Projektil- bzw. Ventilposition in Abhängigkeit von der Zeit bei gepulster Anregung