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Calculs électromagnétiques


Les points forts de QuickField™ sont sa rapidité, sa version gratuite, ses fonctions import-export,
sa facilité d'utilisation, ses couplages , son interface programmable...son prix !



Note : Bleu : en passant la souris une information apparaît. Vert : vers un lien interne. Orange : vers un lien externe.

 
Généralités

Le module AC magnetics est utilisé pour analyser les champs magnétiques causés par des courants alternatifs et vice versa développer ou optimiser de nombreux appareils comme les transformateurs, machines tournantes, actionneurs linéaires, capteurs à chauffage par induction, dispositifs à aimants, … En général les grandeurs utilisées sont le flux magnétiques, le champ magnétique, les courants (alternatifs (sinuso´daux) , AC current), les forces et couples magnétiques, impédances, inductances, flux de fuites...

QuickField™ peut réaliser des analyses linéaires et non-linéaires de géométrie plane (2D) ou de révolution axiale.

Le module AC magnetics peut être couplé avec un circuit électrique. Le circuit peut contenir un nombre arbitraire de résistances, capacités, inductances et conducteurs localisés dans la région du champ magnétique.

électromagnétisme


 
Matériaux

Les propriétés des matériaux sont définis dans les éléments géométriques appelés "blocks". Ces propriétés sont accessibles d'un simple "clic droit" (voir image ci-contre).

Caractéristiques

  •   Perméabilité linéaire isotrope ou anisotrope
  •   Perméabilité non linéaire
  •   Perméabilité relative ou absolue
  •   V 5.10 : Perméabilité incrémentale
  •   Conductivité
  • Conductivité est fonction de la température
  •   Coordonnées cartésiennes ou polaires ( matériau anisotrope )
  •   Editeur de courbe (perméabilité non linéaire)

 

Sources

Les sources d'énergie magnétiques ou électriques sont également définis dans les "blocks". Ces propriétés sont accessibles d'un simple "clic droit" (voir image ci-contre).

Caractéristiques

  •   Source de tension
  •   Source de courant défini par la densité de courant
  •   Source de courant défini en Ampère-tours
  •   Blocks conducteurs définis dans un circuit électrique
  •   Utilisation de fonctions pour la source
  •   Conducteurs en série ou paralléle

Interface de définition matériaux magnétiques

Définition matériau pour l'analyse magnétique

Editeur de courbes - propriétés magnétiques  

Editeur de courbe - perméabilité

Perméabilité incrémentale (Superposition des états DC et AC)  

perméabilité incrémentale


 
Conditions limites

Les conditions limites permettent de définir les comportements des champs ou leurs conséquences selon le milieu aux frontières des domaines géométriques.

Entités "edges"

  •   Potentiel vecteur
  •   Composante tangentielle du champ excitation magnétique
  •   Condition flux "0" (supraconducteur)
  •   Coordonnées cartésiennes ou polaires ( matériau anisotrope )
  •   Conditions périodiques

Entités "vertex"

  •   Potentiel vecteur
  •   Courant linéique



Note : L'utisation de fonctions est possible dans la plupart des cas
Conditions limites surfaciques ( segment ou "edges")

Conditions limites surfaciques

Conditions limites linéiques ( point ou "vertex")  

Conditions limites linéiques


 
Résultats visuels

Le postprocesseur permet de visualiser qualitativement les premiers résultats de simulation . Un simple "clic droit" accède à une fenêtre permettant de choisir la quantité à visualiser.

Fonctionnalités (valeurs instantanées, efficaces ou moyennes)

  •   Lignes de champs
  •   Vecteurs de B
  •   Vecteurs de H
  •   Vecteurs de Poynting
  •   Force de Lorentz
  •   Flux Φ
  •   B, Bx, By ou Br, Bθ
  •   H, Hx, Hy ou Hr, Hθ
  •   Courants itotal, isource, iFoucault
  •   Pertes par effet Joule
  •   Perméabilité
  •   Densité d'énergie

Postprocesseur - visualisations des résultats

Post-processeur : résultats visuels


 
Résultats numériques (valeurs locales)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement point par point les premiers résultats de simulation. Un pointage par sonde permet d'afficher les résultats dans une fenêtre spécifique.

Fonctionnalités (valeurs RMS et crêtes pour les grandeurs électromagnétiques)

  •   Coordonnées cartésiennes
  •   Coordonnées radiales
  •   Potentiel A
  •   B and its components
  •   H and its components
  •   Currents densities
  •   Pertes par effet Joule
  •   Perméabilité
  •   Densité d'énergie

Postprocesseur - valeurs locales

Post-processeur : résultats numériques par points


 
Résultats numériques (valeurs intégrales)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement les premiers résultats de simulation après la création d'un contour. Un simple "clic" dans la fenêtre du calcul d'intégrale (" Integral calculator ") donne la (ou les) valeur(s) recherchée(s).

Fonctionnalités

Intégrales surfaciques Intégrales volumiques

  •   Longueur
  •   Surface
  •   Flux de puissance
  •   Couple de Maxwell
  •   Force de Maxwell
  •   Force magnétomotrice
  •   Flux magnétique
  •   Flux magnétique
  •   Potentiel surf. moyen
  •   Intégrale lin. B
  •   …

  •   Longueur contour, surface, volume
  •   Courant total, courant externe
  •   Courant de Foucault
  •   Pertes par effet Joule
  •   Force, couple de Maxwell
  •   Force, couple de Lorentz
  •   Puissance
  •   Energie magnétique
  •   Potentiel surfacique, volumique
  •   Champ magnétique moyen
  •   Champ excitation magn. moyen
  •   …

Postprocesseur - valeurs intégrales

AC magnetics : résultats numériques par intégration


 
Résultats numériques (valeurs en tableaux ou courbes)

Le postprocesseur permet de visualiser quantitativement les premiers résultats de simulation après la création d'un contour sous forme de courbe ou de tableau.

Valeurs disponibles

  •   Longueur, x, y, r, θ (tableau)
  •   Composantes Nx, Ny du vecteur normalisé (tableau)
  •   Densités de courant (total, source, Foucault) (tableau + courbe)
  •   Puissance thermique (Joule) (tableau + courbe)
  •   Potentiel A (tableau + courbe)
  •   Champ magnétique B, Bx, By, Bt, Bn (tableau + courbe)
  •   Champ excitation magnétique H, Hx, Hy, Ht, Hn (tableau + courbe)
  •   Vecteur de Poynting S, Sr, Sq (tableau + courbe)
  •   Perméabilité μ (tableau)
  •   Conductivité g (tableau)
  •   Densité d'énergie W (J/m³) (tableau + courbe)

Postprocesseur - tableaux et courbes disponibles

Post-processeur : tableaux et courbes


 
Fonctions spécifiques

Certaines fonctions du postprocesseur utilisent les données de celui-ci pour obtenir des informations complémentaires.

Calcul d'inductance

  •   Par la méthode des flux : Φ = L*i
  •   Par la méthode énergétique : W = (L*i²)/2
  •   Définition de l'inductance par blocs pré-définis
  •   Nombre de tours et valeur courant


" Inductance wizard "

Post-processeur : calcul d'inductance


Calcul d'impédance (calcul fait automatiquement par le choix du conducteur)

  •   Impédance (module) (Ohm)
  •   Résistance (Ohm)
  •   Réactance (Ohm)
  •   Inductance (Ohm)


" Impedance wizard "

Post-processeur : calcul d'impédance


Calcul d'harmoniques

  •   Grandeurs concernées : idem courbes
  •   Représentation graphique discontinue
  •   Représentation graphique continue
  •   Représentation sous forme de table
  •   Simple ou demi-période

" Harmonics "

Post-processeur : calculs d'harmoniques


Animation

  •   une image par 5°
  •   Démarrage manuel, arrêt manuel ou automatique
  •   Réglage de la vitesse de défilement

" Animation "

Post-processeur : animations

 
Couplage et export

La recherche d'un design optimal ne se résume pas à optimiser une seule caractéristique. QuickField™ permet d'importer des résultats (thermiques ou mécaniques des modules DC, AC ou Transient) calculés dans d'autres problèmes. Il est ainsi possible d'étudier les conséquences d'un échauffement externe (conditions ambiantes) et interne (effet Joule) d'un bobinage.

QuickField™ prend en charge pour chaque matériau, la dépendance de la conductivité électrique en fonction de la température pour le module AC magnetics où il est possible d'importer un champ de température. et la conductivité variera en conséquence.

QuickField™ permet l'import de l'état non-linéaire ( saturation et non-saturation ) du calcul du champ magnétique du module DC magnetics vers les modules DC magnetics et AC magnetics .

Fonctionnalités

  •   Import dans le module Linear Stress des forces magnétostatiques
  •   Import de l'état magnétique issus du module DC magnetics
  •   Import dans le module Static Heat Transfer des pertes Joule
  •   Import dans le module Transient Heat Transfer des pertes Joule
  •   Export des grandeurs parmi celles pouvant être définies par
      une courbe (A, B, Bx, By, Bn, Bt, H, Hx, Hy, Hn, Ht, μ, w)
  •   Export des grandeurs ci-dessus selon une trame rectangulaire
      ou suivant le maillage au format texte.
  •   Export de la géométrie au format DXF
  •   Export d'images aux format bmp, gif, tiff, jpeg et png
  •   Export d'une description du maillage au format txt
Couplage et relations entre la conductivité électrique et la température

Couplage avec Quickfield

Principe du couplage

Couplage avec Quickfield



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