AC/DC Module

Pour la Simulation de l’Électromagnétisme

Acoustics Module

COIL MODELING: The model shows a 50-Hz AC coil wound around a ferromagnetic core. The complex coil winding geometry can be easily modeled using a multiturn coil feature. Visualization shows the magnetic flux density (arrow plot) and the magnetic flux density norm on the ferromagnetic core.

Simulation de Condensateurs, d'Inducteurs, de Bobines, de Moteurs et de Capteurs

L'AC/DC Module permet de simuler des champs électriques, magnétiques et électromagnétiques dans des applications statiques et à basses fréquences. Les applications type concernées sont les condensateurs, les inducteurs, les isolateurs, les bobines, les moteurs, les actionneurs et les capteurs. Le module comporte des outils spécialisés pour extraire automatiquement des simulations les valeurs de paramètres tels que la résistance, la capacitance, l'inductance, l'impédance, la force et le couple.

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Les matériaux et relations constitutives sont définis en termes de permittivité, perméabilité, conductivité et champs rémanents. Les propriétés des matériaux peuvent varier dans l'espace et le temps, être anisotropes et comporter des pertes. Les deux milieux, électrique et magnétique, peuvent inclure des non-linéarités, telles que des courbes B-H ou même être décrits par des équations implicitement définies.

Conditions aux Limites et Eléments Infinis

L'AC/DC Module permet d'accéder à un ensemble de conditions aux limites essentielles telles que le potentiel électrique et magnétique, l'isolation électrique et magnétique, la charge nulle, ainsi que les valeurs de champ et les valeurs actuelles. En outre, une gamme de conditions aux limites avancées est incluse, telles que les conditions de terminaux pour la connexion avec les circuits SPICE, les potentiels flottants, les conditions de symétrie et de périodicité, l'impédance de surface, les courants de surface, la résistance répartie, la capacitance, l'impédance et la résistance de contact. Pour modéliser les domaines de modélisation non limités ou de grandes dimensions, des éléments infinis sont disponibles à la fois pour les champs électriques et les champs magnétiques. Lorsqu'une couche d'éléments infinis est ajoutée à l'extérieur d'un domaine de modélisation de taille finie, les équations de champ sont automatiquement mises à l'échelle. Vous pouvez ainsi représenter un domaine infini par un modèle de taille finie et éviter les effets de troncature artificielle créés par les limites du modèle.

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Images Supplémentaires

  • MOTOR/GENERATOR: These results show a 3D static analysis of the magnetic fields around a rotor and stator. Permanent magnets and nonlinear magnetic materials are included, and material nonlinearity is modeled via an interpolation function. MOTOR/GENERATOR: These results show a 3D static analysis of the magnetic fields around a rotor and stator. Permanent magnets and nonlinear magnetic materials are included, and material nonlinearity is modeled via an interpolation function.
  • POWER INDUCTOR: The single-turn coil feature is used to capture the skin effect in the wire, since the skin depth in this coil is comparable to the thickness of the current-carrying wires at the operating frequency. This model shows how to compute both the DC and AC properties of an inductor as well as the admittance and inductance. POWER INDUCTOR: The single-turn coil feature is used to capture the skin effect in the wire, since the skin depth in this coil is comparable to the thickness of the current-carrying wires at the operating frequency. This model shows how to compute both the DC and AC properties of an inductor as well as the admittance and inductance.
  • PERMANENT MAGNET: This introductory example for magnetic field modeling describes a typical horseshoe magnet and iron bar, where the Symmetry condition is used to reduce the problem size. The magnetic fields and forces are computed. PERMANENT MAGNET: This introductory example for magnetic field modeling describes a typical horseshoe magnet and iron bar, where the Symmetry condition is used to reduce the problem size. The magnetic fields and forces are computed.
  • MAGNETIC DAMPING: This model simulates structural damping on a conducting solid that is vibrating in a static magnetic field. It computes the effect when a cantilever beam is harmonically excited and placed in a strong magnetic field. MAGNETIC DAMPING: This model simulates structural damping on a conducting solid that is vibrating in a static magnetic field. It computes the effect when a cantilever beam is harmonically excited and placed in a strong magnetic field.
  • MAGNETIC PROSPECTING: Underground iron ore deposits result in magnetic anomalies. This model computes the disturbances in the background magnetic field of the earth due to the presence of an ore deposit. The Reduced Field formulation solves for small perturbations in the background field. MAGNETIC PROSPECTING: Underground iron ore deposits result in magnetic anomalies. This model computes the disturbances in the background magnetic field of the earth due to the presence of an ore deposit. The Reduced Field formulation solves for small perturbations in the background field.

Combiner Circuits Electriques et Electroniques avec des Simulations 2D et 3D

Si vous considérez vos composants électriques dans leur environnement, l'AC/DC Module propose une interface physique pour ajouter un circuit électrique sous format SPICE à votre modèle. Il vous suffit de sélectionner les éléments du circuit dans une liste prédéfinie ou d'importer le fichier au format SPICE. Des modèles de systèmes plus complexes peuvent être réalisés en couplant localement des modèles réduits de circuit électrique avec des modèles de composants, ce qui permet innovation et optimisation des designs aux deux échelles. Des circuits électroniques peuvent également être importés pour des simulations dans l'AC/DC Module via le ECAD Import Module. La simulation de ces circuits électroniques ne se limite pas aux effets électromagnétiques.

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Connectez-vous avec CAD, MATLAB® et Excel®

Afin de faciliter l'analyse des propriétés électromagnétiques des modèles de CAO, COMSOL propose, dans le cadre de sa gamme de produits, le module d'import ECAD, le CAD Import Module, ainsi que des produits LiveLink™ pour les principaux systèmes de CAO. Les produits LiveLink permettent de conserver dans son environnement d'origine le modèle de CAO paramétré, tout en contrôlant les dimensions géométriques depuis COMSOL Multiphysics® ainsi que d'exécuter des analyses paramétriques simultanées sur plusieurs paramètres du modèle. Pour les tâches de modélisation répétitives, LiveLink™ for MATLAB® vous permet de réaliser des simulations COMSOL® avec des scripts ou des fonctions MATLAB®. Toute opération disponible dans le COMSOL Desktop® est aussi accessible en utilisant les commandes MATLAB. Vous pouvez également intégrer les commandes COMSOL dans l'environnement MATLAB en utilisant votre code MATLAB existant. Pour les simulations électromagnétiques exploitées à partir de feuilles de calcul, LiveLink™ for Excel® offre une alternative pratique à la modélisation à partir du bureau COMSOL avec la synchronisation des données de feuilles de calcul avec les paramètres définis dans l'environnement COMSOL.

Base de Données de Matériaux Magnétiques Nonlinéaires

Une base de données de 165 matériaux ferromagnétiques et ferrimagnétiques est incluse dans le AC/DC Module. La base de données contient des courbes BH et HB, permettant de définir les propriétés matériaux en fonction du choix de la formulation en champ magnétique. Ces courbes comportent de nombreux points et ne prennent pas en compte les effets d'hystérésis. Hors de l'intervalle de données, une extrapolation linéaire permet d'obtenir une stabilité numérique maximale.

Tenez compte de la Multiphysique dans vos Conceptions

Bien que les dispositifs électriques puissent généralement être modélisés à partir de leurs seules propriétés électromagnétiques, ils sont aussi influencés par d'autres physiques. Les effets thermiques, par exemple, peuvent modifier les propriétés électriques d'un matériau, alors que les déviations électromécaniques et les vibrations affectant les générateurs doivent être pleinement prises en compte pendant tout le processus de conception. L'AC/DC Module, parfaitement intégré dans l'environnement COMSOL, permet à un large éventail d'effets physiques d'influer sur le modèle virtuel.

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Coques Electromagnétiques

Pour les structures très fines, l'AC/DC Module dispose d'une gamme de formulations spécialisées pour des simulations électromagnétiques efficaces, où l'épaisseur des structures n'a pas besoin d'être représentée sous forme d'épaisseur physique dans le modèle géométrique, mais peut au contraire être représentée par une coque. De telles formulations de coques minces sont disponibles pour les simulations de courants continus, électrostatiques, magnétostatiques et d'induction, et sont particulièrement importantes pour la protection électromagnétique au sein des applications de compatibilité et d'interférence électromagnétiques (CEM et EMI).

Méthode de Travail pour la Simulation en Electromagnétique

La méthode de travail de base de ce module est décrite par les étapes suivantes : définir la géométrie, choisir les matériaux, sélectionner une interface AC/DC appropriée, définir les limites et les conditions initiales, créer automatiquement le maillage des éléments finis, résoudre, et visualiser les résultats. Toutes ces étapes sont accessibles à partir du COMSOL Desktop®. Les simulations réalisées dans l'AC/DC Module peuvent être connectées avec tous les produits COMSOL de pratiquement toutes les manières imaginables au moyen d'une suite de couplages multiphysiques prédéfinis ou en utilisant des couplages définis par l'utilisateur. Un couplage prédéfini type est celui qui existe entre l'AC/DC Module et le Particle Tracing Module où les champs électriques ou magnétiques affectent les trajectoires des particules chargées, qui sont soit sans masse, soit avec une masse. L'Optimization Module peut être combiné avec l'AC/DC Module pour l'optimisation en fonction de la tension, de l'excitation du courant, des propriétés des matériaux, des dimensions géométriques, et plus encore.

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Flexible et Robuste

L'AC/DC Module simule des champs électriques et magnétiques statiques et dynamiques, en 2D et 3D. L'AC/DC Module résout les équations de Maxwell ainsi que les propriétés des matériaux et les conditions aux limites. Les équations sont résolues en utilisant la méthode des éléments finis, avec une discrétisation numériquement stable des éléments d'arêtes et des solveurs à la pointe de la technologie. Les différentes formulations incluent les simulations statiques, fréquentielles et temporelles. Les résultats sont présentés dans la fenêtre graphique sous forme de tracés prédéfinis de champs électriques et magnétiques, de courants et de tensions, ou sous forme d'expressions de quantités physiques que vous pouvez définir librement, ainsi que de tableaux de quantités dérivées.

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Innovative Packaging Design for Electronics in Extreme Environments

MRI Tumor-Tracked Cancer Treatment

Enhancing Transmission Line Performance: Using Simulation to Optimize Design

Current Transformer Design That Combines Finite Element Analysis and Electric Circuit Simulation

Dielectric Stress Simulation Advances Design of ABB Smart Grid-Ready Tap Changers

Upgrading the Nuts and Bolts of the Electrical Grid for a New Generation

Simulation Enables the Next Generation of Power Transformers and Shunt Reactors

Optimized Induction Heating Techniques Improve Manufacturing Processes

Control of Joule Heating Extends Performance and Device Life

Magnets Improve Quality of High-Power Laser Beam Welding

How Reclosers Ensure a Steady Supply of Power: It’s All in the Magnet

Simulation-Based Design of New Implantable Hearing Device

Lightning-Proof Wind Turbines

Modeling Scar Effects in Electrical Spinal Cord Stimulation

Getting Touchy-Feely with Touchscreen Design

Simulation of Magnetic Flux Leakage Inspection

Switching Made Easy

Multiphysics Simulation Helps Miele to Optimize Induction Stove Designs

Actuation Technique for Miniature Robots Developed using Multiphysics Simulation

Making Smart Materials Smarter with Multiphysics Simulation

Multiphysics Software, a Versatile, Cost-Effective R&D Tool at Sharp

Multiphysics Simulations Help Track Underground Fluid Movements

Reduced-Weight Reaction Sphere Makes Way for Extra Satellite Payload

Optimizing Hematology Analysis: When Physical Prototypes Fail, Simulation Provides the Answers

Keeping Cool: SRON Develops Thermal Calibration System for Deep-Space Telescope

Permanent Magnet

E-Core Transformer

Inductor in an Amplifier Circuit

Inductive Heating of Copper Cylinder

Mutual Inductance and Induced Currents in a Multi-Turn Coil

Electron Beam Diverging Due to Self Potential

Vector Hysteresis Modeling

Induction Heating of a Steel Billet

Magnetic Prospecting of Iron Ore Deposits

Modeling of a 3D Inductor