Wechselstrom-Elektrikanalyse

AC-Elektrikanalyse in EMWORKS

Die AC-Elektrikanalyse in EMWORKS löst niederfrequente, sinusförmige elektrische Felder in 2D- und 3D-Leitern sowie Dielektrika. Sie wird zur Berechnung von Spannungen, Strömen, Impedanzen und AC-Verlusten in CAD-basierten Geometrien eingesetzt.

• Verteilung von AC-elektrischem Feld und elektrischem Potenzial

• Stromdichte und Verschiebungsstrom in Leitern und Dielektrika

• Grundlage für AC-Verlust- und elektrothermische Studien in Kabeln, Sammelschienen, Isolierungen und Leistungskomponenten

Zentrale Funktionen der AC-Elektrikanalyse in EMWORKS

• Sinusförmige AC-Feldlösung – Lösung niederfrequenter, sinusförmiger elektrischer Felder in 2D- und 3D-Leitern und Dielektrika.

• Spannung, Strom und Impedanz – Berechnung der Spannungsverteilung, Stromdichte und Impedanz von Kabeln, Sammelschienen, Anschlüssen und Komponenten.

• Harmonische und Frequenzdurchläufe – Unterstützung von Frequenzsweeps und harmonischen Analysen zur Untersuchung von Impedanz und Leistung in Abhängigkeit von der Frequenz.

• Feld und elektrische Beanspruchung in Isolierungen – Elektrisches Feld, Potenzial und Feldbeanspruchung in festen, flüssigen und gasförmigen Isolierstoffen für AC-Betriebsmittel.

• Elektrothermische Kopplung – Bereitstellung von AC-Verlustverteilungen als Wärmequellen für gekoppelte thermische Analysen.

Anwendungen und Geräte für die AC-Elektrikanalyse

Typische Einsatzbereiche:

• Power cables and busbars – AC-Spannungsabfall, Stromaufteilung, Impedanz und I²R-Verluste.

• Anschlüsse, Muffen und Steckverbinder – Lokale elektrische Felder, Isolationsbeanspruchung und Teilentladungsrisiken.

• Nieder- und Mittelspannungsverteilungen sowie Schaltanlagen – Feld- und Spannungsverteilung in Isolierungen, Luftstrecken und Barrieren.

• Transformers, reactors, and filters – Klemmenimpedanz, Leckpfade und dielektrische Beanspruchung unter AC-Betrieb.

• Leistungselektronik (Wechselrichter, Umrichter, Gleichrichter) – AC-seitige Ströme, Spannungen und Isolationsanforderungen.

• Wicklungen und Nuten elektrischer Maschinen – Elektrische Felder in Nuten, Endwicklungen und Isoliersystemen.

• PCB and enclosure insulation – und Gehäuseisolierung – Prüfung von Luft- und Kriechstrecken sowie AC-Feldverteilung in Gehäusen und Leiterplatten.

Ergebnisse der AC-Elektrikanalyse in EMWORKS

Nach einer AC-Elektrikanalyse stehen unter anderem folgende Ergebnisgrößen zur Verfügung:

• Elektrisches Feld E in V/m

• Elektrische Flussdichte D in C/m²

• Stromdichte J in A/m²

• Elektrisches Potenzial in V

• Sicherheitsfaktor (Feldstärke im Verhältnis zur Durchschlagsfestigkeit)

• Gespeicherte elektrische Energie in J

• Widerstand in Ω

• Kapazität in F