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APRILE 2018
AUTOMAZIONE OGGI 405
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Workflow multifisico completo
Per migliorare l’efficienza del motore, il software Ansys Maxwell
esegue rigorosi calcoli prestazionali relativi alle macchine, dagli
effetti causati dai movimenti lineari (traslazionale e rotazionale)
all’analisi avanzata dell’isteresi, alla smagnetizzazione di magneti
permanenti e altri parametri elettromagnetici critici. Maxwell con-
divide la stessa sorgente CAD, e può essere abbinata, con Ansys
Mechanical, Ansys Fluent o Ansys Icepak attraverso la piattaforma
Ansys Workbench, per eseguire analisi di stress, termiche, CFD
e acustiche. Queste funzionalità multifisiche sono necessarie per
un’analisi dettagliata dell’intero spettro di fattori che influen-
zano l’efficienza della macchina elettrica. Le perdite calcolate da
Maxwell, per esempio, possono essere utilizzate come input dal
software CFD per calcolare la distribuzione della temperatura e
valutare le strategie di raffreddamento. Le forze elettromagneti-
che calcolate in Maxwell possono fungere da input in Ansys Me-
chanical per analizzare le deformazioni e valutare ulteriormente
le potenziali vibrazioni. Questa profondità dell’analisi multifisica
è unica della piattaforma Ansys e può portare a progetti di mac-
chine in grado di ridurre significativamente il consumo di energia.
High Performance Computing
Uno degli avanzamenti più significativi nel campo della simula-
zione è rappresentato dall’High Performance Computing (HPC).
Le aziende utilizzano decine, centinaia, se non addirittura migliaia
di nodi per simulare un numero maggiore di modelli sempre più
complessi in modo veloce e affidabile. Il software Ansys offre so-
lutori numerici e metodi HPC ottimizzati per singole macchine
multicore e scalabili per sfruttare tutta la potenza di un cluster.
L’esplorazione del progetto mediante analisi parametrica viene
decisamente accelerata se simulata su un cluster. Dimensioni
del motore, correnti di azionamento, velocità, carico di coppia e
qualsiasi altro parametro di simulazione possono essere valutati
in diversi momenti del progetto e risolti contemporaneamente
su più core.
Il nuovo Time Decomposition Method (TDM) all’interno di Ansys
Maxwell si avvale dei moderni cluster di calcolo. TDM offre la ca-
pacità e la velocità necessarie per eseguire le indispensabili simu-
lazioni non stazionarie del campo elettromagnetico per motori
elettrici, magnetica planare e trasformatori di potenza, consen-
tendo agli ingegneri di risolvere simultaneamente, anziché se-
quenzialmente, tutte le fasi, distribuendo ogni step temporale su
più core, computer di rete e cluster di calcolo. TDM rende possi-
bile la simulazione 3D completa durante la fase di progettazione,
in modo che dettagli, quali l’effetto della parte terminale degli
avvolgimenti o i magneti suddivisi comunemente utilizzati nelle
macchine elettriche, possano essere esplorati e analizzati nel giro
di poche ore. Il risultato è un aumento di capacità e velocità di
simulazione che consente ai team di progettazione di esplorare
molte più opzioni nelle prime fasi del processo di sviluppo, per
ridurre il consumo energetico e soddisfare altre specifiche.
Elettronica ad alta velocità
La progettazione elettronica automatizzata si è evoluta dai tempi
in cui lo studio dei Circuiti Integrati (IC) era controllato dalle
TDM rende possibile la simulazione 3D completa durante la
fase di progettazione
Un motore elettrico di WEG come
la progettazione virtuale porti a
innovazioni reali
L’analisi multifisica
approfondita può
portare a progetti
di macchine in
grado di ridurre
significativamente il
consumo di energia
‘End Effects’
‘Sebdividedmagnets’
Layout tridimensionale con sistema di assemblaggio integrato
di un computer portatile