Transiente Magnetische Analyse für zeitabhängige Felder und Kräfte
Transiente Magnetische Analyse in EMWORKS
Die transiente magnetische Analyse in EMWORKS berechnet zeitabhängige Magnetfelder, die durch schaltende Ströme, Bewegung und nichtlineare Materialien verursacht werden. Sie erfasst die zeitliche Entwicklung von magnetischem Fluss, Wirbelströmen, Kräften und Verlusten in CAD-basierten Geometrien.
Zeitbereichs-Magnetfelder von Spulen, Wicklungen und Sammelschienen unter beliebigen Anregungsformen
Bewegung von Läufern, Rotoren, Ankern, Tauchkernen und Magneten
Wirbelströme sowie transiente I²R- und Kernverluste
Grundlage für Kraft-, Drehmoment- sowie gekoppelte elektro-thermische und Bewegungsanalysen
Hauptfunktionen der Transienten Magnetischen Analyse in EMWORKS
Zeitabhängige Magnetfelder: Löst transiente Magnetfelder für beliebige Strom- und Spannungsverläufe (Sprung, PWM, Überspannung, Fehlerfälle usw.).
Bewegung und bewegliche Komponenten: Unterstützt die Bewegung von Rotoren, beweglichen Teilen, Ankern, Tauchkernen und Magneten mit zeitabhängiger Position.
Nichtlineare magnetische Materialien: Berücksichtigt B-H-Kennlinien und magnetische Sättigung in Kernen, Jochteilen und anderen ferromagnetischen Bauteilen unter transienter Anregung.
Wirbelströme und Verluste: Berechnet transiente Wirbelströme sowie zugehörige I²R- und Kernverluste in massiven und laminierten Leitern.
Kopplung mit elektrischen Schaltungen: Verknüpft Spulen und Wicklungen mit externen Schaltungen für realistische Ansteuerbedingungen und Schaltvorgänge.
Kraft- und Drehmomentverläufe: Berechnet zeit- oder positionsabhängige magnetische Kräfte und Drehmomente für Aktuatoren, Relais, Schütze und elektrische Maschinen.
Daten für Multiphysik-Analysen: Exportiert zeitabhängige Verlustverteilungen als Wärmequellen für thermische und elektro-mechanische Analysen.
Anwendungen und Geräte für die Transiente Magnetische Analyse
Typische Einsatzbereiche:
Electric motors and generators – Anlauf, Kommutierung, Drehmomentrippel, Rastmoment, transiente Kräfte
Actuators, relays, contactors, solenoids – Kraft in Abhängigkeit von Zeit und Position bei Sprung-, PWM- oder Fehlerströmen
Transformers and inductors – Einschaltstrom, Kernsättigung, transiente Flüsse und Verluste
Power electronics – Umrichter, Wechselrichter, Chopper: Schalttransienten, Stromrippel, Auswirkungen von Streuinduktivitäten
Wireless charging and pulsed inductive systems – transiente Kopplung, Leistungsübertragung und Verlustverläufe
Magnetic brakes, clutches, and dampers – zeitabhängiges Drehmoment und Erwärmung während des Einkuppelns
Magnetic bearings and levitation – dynamische Steifigkeit, Stabilität und transiente Reaktion auf Störungen
Electromagnetic launchers and railguns – Entwicklung von Kraft, Strom und magnetischem Fluss während Pulsereignissen
Ergebnisse der Transienten Magnetischen Analyse in EMWORKS
Für jede Analyse (pro Zeitschritt) kann das Transienten-Magnetmodul folgende Ergebnisse liefern:
Magnetfeld H, magnetische Flussdichte B, Stromdichte J, Wirbelstromverteilung, Kraftdichte
Induktivitätsmatrix, Flussverkettung, Impedanz
Ohmsche Verluste (I²R), Strom, Spannung, Kraft, Drehmoment, gespeicherte magnetische Energie
In gekoppelten magneto-thermischen Analysen:
Temperatur, Temperaturgradient, Wärmestrom