Funciones de Opera
Flujos de trabajo racionalizados para la simulación de imanes, motores eléctricos y otras máquinas eléctricas
Funciones de Opera para electromagnetismo de baja frecuencia
Opera proporciona a los usuarios una interfaz gráfica de usuario (GUI) intuitiva para crear modelos parametrizados o utilizar componentes o ensamblajes de un sistema CAD. Las funciones integradas de posprocesamiento permiten acceder a los resultados de la simulación. Opera facilita la simulación de máquinas en entornos dedicados. Puede tener en cuenta las propiedades típicas de los materiales y la influencia de otros dominios de la física en el rendimiento de la máquina. La optimización automática favorece el éxito del diseño.
- Interfaz gráfica de usuario
- Entornos de aplicación
- Materiales
- Multifísica
- Optimización
Interfaz gráfica de usuario de Opera
Los componentes o ensamblajes pueden importarse de un sistema CAD existente, o crearse utilizando el creador de croquis 2D integrado de Opera, o el modelador 3D. El archivo del modelo Opera contiene un historial completo de los comandos que lo crearon. El usuario puede reproducir y modificar los archivos y utilizarlos como plantilla para automatizar las variaciones de diseño de productos estándar.
La funcionalidad de preprocesamiento incluye:
- Importación de CAD
- Construcción de geometría (operaciones booleanas, caras de barrido, recubrimiento entre caras, croquis 2D, copia y transformación, región de fondo, fusión y chaflán)
- Parametrización y reconstrucción
- Mallado automático (control de malla, capas para efecto de piel y chapas finas)
- Definición de circuitos externos
Una vez finalizada la simulación, el posprocesador de Opera simplifica el análisis de los resultados. Además de mostrar el campo, la temperatura o la tensión, existen numerosas funciones para preparar y mostrar magnitudes derivadas en formas y unidades familiares para el usuario. Entre ellos se incluyen las fuerzas, la pérdida de potencia y la energía almacenada. Además, el usuario también puede calcular y visualizar las trayectorias de las partículas a través de los campos eléctricos y magnéticos calculados.
La funcionalidad de posprocesamiento incluye:
- Valores de campo:
- contornos y vectores en superficies geométricas 3D
- contornos y vectores en superficies 2D planas, cilíndricas y esféricas arbitrarias
- Gráficos a lo largo de líneas, círculos y arcos en el espacio 3d
- Isosuperficies
- Exportación a archivos de texto
- Valores integrados (fuerza y par, energía y potencia, líneas, integrales de superficie y volumen y factor Q)
- Análisis armónico
- Formas deformadas
- Seguimiento de partículas cargadas (visualización en geometría, intersección con superficies, mapas de densidad de corriente del haz)
Entornos de aplicación Opera
El entorno de máquinaspermite configurar rápidamente modelos de motores y generadores y analizarlos mediante plantillas parametrizadas. Los entornos de máquinas permiten una amplia personalización del modelo para satisfacer los requisitos de diseño del usuario.
Entre las máquinas estándar disponibles se incluyen:
- Máquinas DC
- Máquinas de inducción
- Máquinas síncronas de imanes permanentes
- Máquina de rotor externo de imán permanente
- Motor de reluctancia conmutada
- Motor de reluctancia síncrona
- Máquina síncrona
Opera puede realizar cálculos de diseño estándar para obtener resultados útiles, como la fuerza electromotriz (back-EMF), el par de rizado, el par de carga, y las curvas de circuito abierto y cortocircuito.
Un acoplamiento directo con Opera Optimizer permite el refinamiento y la optimización de los diseños en función de los requisitos del usuario.
Transformer Environment permite definir automáticamente modelos de transformadores y reactores, solucionarlos y prepararlos para la optimización. Los análisis estándar incluyen cortocircuito, circuito abierto y de entrada. Opera realiza análisis de elementos finitos, lo que significa que calcula resultados precisos utilizando propiedades no lineales reales y circuitos de accionamiento representativos. Las cantidades de salida automática incluyen impedancias, resistencias, fuerzas y pérdidas, así como las opciones de visualización habituales para la densidad del flujo magnético y otras cantidades. La integración de Transformer Environment con el optimizador Opera permite al usuario optimizar automáticamente parámetros como las dimensiones del núcleo o el diámetro de los pernos.
Los resultados estándar de Transformer Environment incluyen:
- Eficiencia
- Inductancias
- Curvas de saturación
- Análisis de cortocircuitos
- Análisis de circuito abierto
- Prueba de carga/corriente de entrada
- Transitorios de activación
- Pérdidas: cobre, corriente de Foucault, histéresis
- Optimización de diseño
- Simulación conjunta con Simulink®
- Análisis de compatibilidad/interferencia electromagnéticas (EMC/EMI)
- Fuerzas dinámicas en bobinas
Propiedades de los materiales en Opera
Existen opciones para solucionar los materiales que muestran:
- Comportamiento electromagnético lineal o no lineal (con histéresis)
- Propiedades isotrópicas, ortotrópicas o laminadas
- Propiedades magnéticas permanentes (incluidas soluciones de magnetización y desmagnetización)
Simulación multifísica con Opera
Opera ayuda en el diseño de dispositivos electromagnéticos/electromecánicos. Por lo tanto, su funcionalidad principal es el electromagnetismo de baja frecuencia. Sin embargo, incluye otras funciones físicas de apoyo, como la tensión estructural y el análisis térmico. Esto hace que Opera sea un software multifísico. Los análisis están encadenados y pasan los resultados entre las diferentes propiedades físicas. Las propiedades no son lineales. Así, el usuario puede realizar, por ejemplo, un análisis electromagnético, transferir las pérdidas a un análisis térmico, calcular la distribución térmica y, a continuación, realizar un análisis electromagnético posterior teniendo en cuenta las propiedades del material dependientes de la temperatura. Opera permite así realizar estudios como la pérdida de par en motores de imanes permanentes o estudios de homogeneidad en imanes bajo carga.
Optimización con Opera
Opera Optimizer es una herramienta de software que ayuda a los usuarios a conseguir diseños óptimos. La plena integración con Opera permite investigar de forma rápida y sencilla posibles espacios de diseño para problemas multifísicos. Utiliza un algoritmo de optimización eficaz que combina métodos deterministas y estocásticos para resolver problemas de optimización de uno o varios objetivos.
Definición de problemas de optimización mediante:
- Variables de diseño, junto con límites numéricos
- Restricciones de igualdad y desigualdad
- Funciones de objetivo para minimizar o maximizar
Control de procesos de optimización mediante:
- Criterios de terminación para el algoritmo de optimización
- Diseño de la distribución inicial de la población
- Selección de bases de datos de soluciones para conservar
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