В качестве расчётных моделей выступают детали или сборки SolidWorks, в том числе с поддержкой многоконфигурационности.
EMS
EMS — модуль 3D-симуляции эффектов, возникающих в электромагнитном поле, основанный на методе конечных элементов. EMS предназначается для четырех областей электротехники: электромеханика, электромагнетизм, силовая электроника и поведение тел в электромагнитном поле. Это делает его идеальным для разработки и тестирования моделей электромоторов, генераторов, трансформаторов, металлоискателей, моделирования вихревых токов, индуктивного нагрева, намагничивания и других задач.EMS включает 7 модулей, каждый из которых взаимодействует с обширной встроенной библиотекой линейных и нелинейных материалов (определённые пользователями материалы также возможны), доступны различные виды начального возбуждения, задающего электромагнитное поле, а также виртуальные обмотки.
- Симулятор электростатического поля (Electrostatic Field Simulator), который решает проблемы с пробоем диэлектрика, проясняет ситуацию с искрением, заземлением, экранированием в схеме размещения проводов.
- Проводимость (Conduction) — позволяет проанализировать проводники в условиях перенапряжения, по величине сопротивления, рассеянию мощности и другим видам электрического поведения.
Рисунок 1 — Расчётная модель платы с диаграммами распределения плотности электрического тока и потенциала
- Магнитостатика (Magnetostatic) — даёт возможность решать задачи о магнитном насыщении, оптимизации крутящего момента, возможного перегрева катушки и избыточности материала ферромагнитных сердечников.
Рисунок 2 — Расчётная модель катушки с диаграммами температуры и напряжённости магнитного поля
- Магнитное поле переменного тока (AC-Magnetic Field) — модуль, который поможет найти способы повышения эффективности с учётом воздействия вихревых токов. Функционал по проектированию электродвигателей позволит минимизировать поверхностные эффекты (скин-эффекты) и проблемы с вибрацией и шумом, а также решить задачи, связанные с утечкой тока, индуктивностью и улучшить конструкцию катушек.
- Анализ переходных процессов (Transient Application) — решение, предназначенное для электрического моделирования процессов в реальном времени с оценкой появления различных проблем, таких как: перебои питания, пульсирующие скачки напряжения, влияние вихревых токов на конструкцию. Это позволит узнать специфические особенности поведения устройства под воздействием, например, магнитных головок, электромагнитных пусковых установок, импульсных силовых трансформаторов и других источников помех.
Рисунок 3 — Диаграммы распределения плотности электрического тока в различные моменты времен
- Полностью интегрированный Тепловой Решатель (Thermal Solver), который решает задачи теплопередачи от вихревых токов, получает температурное распределение для различных устройств, таких как шины, микроволновые печи (индуктивный нагрев в модели) и многих других.
- Совмещённый анализ движения (Coupled Motion Analysis) — инструмент, который определяет выделения тепла в совокупности с движением устройства (вращение, смещение) в реальном времени. Этот модуль взаимодействует с SolidWorks Motion и являет собой простой, но эффективный программный продукт для моделирования электродвигателей и электромагнитных потоков, помогает определить специфические особенности эксплуатации изделия, такие как: уровень повышения температуры, необходимость теплоотвода или активного процесса охлаждения, распределение температуры в модели.
EMS даёт проектировщику возможность вычислять электрические, магнитные, механические и тепловые параметры устройств, такие как:
- Сила взаимодействия
- Крутящий момент
- Плотность магнитного потока
- Напряжённость магнитного поля
- Напряжённость электрического поля
- Электрический поток
- Электрический ток
- Вихревой ток
- Индуктивность
- Емкость
- Сопротивление
- Потокосцепление (полный магнитный поток)
- Потери в сердечнике
- Насыщение
- Индуцированное напряжение
- Плотность силы
- Потери мощности
- Температура
- Градиент температуры
- Тепловой поток
- Обратная ЭДС.
HFWorks
HFWorks — полнофункциональный 3D-симулятор для расчёта характеристик излучений в диапазоне ВЧ/СВЧ и беспроводных устройств, основанный на методе конечных элементов.Функционал HFWorks включает три основных решателя: Антенны, S-параметры и Резонанс.
Решатель Антенны (Antenna) позволяет оценить параметры излучения с построением диаграмм направленности, рассеяние, сопротивление излучения антенны, включая поляризацию и осевые соотношения.
Рисунок 4 — Расчётная модель рупорной антенны и некоторые результаты расчёта характеристик излучения — мощность, интенсивность, напряжённость электрического и магнитного полей, диаграмма направленности...
Решатель Резонанс (Resonance) позволяет раскрыть факторы качества резонирующей конструкции, оценить влияние изменения геометрии устройства на высокочастотный резонанс и оптимизирует расположение нуля в микроволновой конструкции с учётом других связанных задач.
Программное обеспечение HFWorks применимо к широкому кругу устройств, включая:
- Диэлектрические резонаторы
- Q-фильтры
- Осцилляторы
- Настроечные элементы
- Согласующие цепи
- Изогнутые волноводы и колена
- Т-образные волноводы
- Направленные ответвители
- Изоляторы
- Циркуляторы
- Аттенюаторы
- Антенны и облучатели
- Ускорители
- Соединители
- Интегральные схемы
- ВЧ-катушки
- Распространение электромагнитных помех
- Электромагнитная совместимость
- ВЧ-микроэлектромеханические системы
- Чипы/печатные платы.
Рисунок 5 — Расчётная модель и результаты анализа экранирующего корпуса (напряжённость электрического поля)