Основы моделирования вращающихся электрических машин в COMSOL Multiphysics®

Среди всевозможных типов электрического оборудования генераторы и электродвигатели играют очень важную роль и широко применяются в автомобильной промышленности, энергетике и многих других областях науки и техники. Эффективное численное проектирование и моделирование вращающихся электрических механизмов позволяет при минимальных затратах анализировать и оптимизировать их рабочие характеристики и режимы работы.

Модуль расширения AC/DC пакета COMSOL Multiphysics^®, который используется для моделирования электрических и магнитных полей в статических и низкочастотных системах, позволяет проводить динамический анализ различных электромеханических устройств: вращающихся электрических машин типа генераторов, двигателей, а также э/м передач, подшипников и т.п. Для простого и удобного описания вращающихся машин в модуле AC/DC реализован специальный физический интерфейс Rotating Machinery, Magnetic.

При описании задачи в этом физическом интерфейсе доступно задание широкого спектра моделей материалов (в т.ч. для нелинейных магнитопроводов и постоянных магнитов), катушек и т.п. Движение компонентов реализуется с помощью технологии Moving Mesh - подвижных ALE-сеток. Описание механизма и динамики движения может быть задано готовыми инструментами в интерфейсах ПО или может рассчитываться в процессе с помощью функционала для описания и решения глобальных дифференциальных уравнений движения. На выходе модели пользователь сможет анализировать:

• Распределения магнитный полей и плотности наведенных токов,
• Усредненные за период потери и их частотную зависимость (с помощью нового инструмента Loss Calculation),
• Сосредоточенные х-ки тока, напряжения и мощности на катушках,
• Характеристики типа механических сил и крутящих моментов.

В данном вебинаре мы разберем на характерном примере основы построения таких моделей, ключевые настройки физического интерфейса Rotating Machinery, Magnetic и исследования Time Dependent, принципы проведения постобработки. Кроме того, мы систематизируем доступные примеры и материалы, в т.ч. о сопряженных расчетах с явным исследованием механических напряжений в конструкции и акустического шума в окружающей среде.

NB: В процессе вебинара у участников будет возможность задать интересующие вопросы по заявленной теме и получить необходимые комментарии. Все инструменты моделирования, которые будут представлены на вебинаре, относятся к версии COMSOL Multiphysics^® 5.6.