Foire aux questions

Les Machines

 

Puis-je calculer une courbe couple-vitesse pour ma machine à réluctance synchrone ?

Oui. Vous pouvez utiliser l’interface utilisateur à usage général d’Opera ou le module Machines Environment, qui automatise le processus d’analyse pour les machines électriques. Si vous utilisez le module Machines Environment d’Opera 3D, vous pourrez choisir une analyse couple-vitesse, utilisant un procédé flux-lien pour produire la courbe couple-vitesse à partir d’une série de suites statiques. Cela est beaucoup plus efficace que de recourir à un grand nombre d’analyses dynamiques.

Pouvez-vous afficher un diagramme de Gorges pour ma machine électrique ?

L’outil Opera Winding Tool autorise plusieurs paramètres clés dans les enroulements électriques, y compris le diagramme de Gorges à calculer et à afficher.

Opera peut-il analyser ma machine électrique en situation de dysfonctionnement ?

Opera est un logiciel de simulation par éléments finis à usage général utilisable pour analyses 2D et 3D. Opera résout les équations fondamentales décrivant le comportement électromagnétique intrinsèque de toute machine électrique. Cette formulation signifie que le logiciel marche aussi bien en situation de dysfonctionnement qu’en fonctionnement normal, et prévoit avec précision les performances en conditions réelles dans les deux états.

Comment expliquer la désaimantation des aimants permanents de ma machine électrique ?

Opera a été conçu dans une logique de modélisation des matériaux. Il est à même de traiter un large éventail de propriétés de matériaux, du matériel linéaire le plus simple aux modèles hystérésis complets de matériaux magnétiques doux, en passant par la désaimantation des aimants permanents durs. Dans une analyse de désaimantation, Opera enregistre la progression de l’aimantation des matériaux conjointement aux caractéristiques brutes, jusqu’aux premiers signes d’atténuation du champ magnétisant. Les caractéristiques secondaires de « désaimantation » servent ensuite à déterminer le vecteur d’aimantation résiduel après finalisation du processus d’aimantation. Dans les processus d’aimantation et de désaimantation, les effets des courants de Foucault et des transitoires de circuit sont captés. Au cours de la désaimantation, les valeurs des données prémémorisées déterminent la courbe de désaimantation (deuxième quadrant) que suit chaque élément ainsi que son sens d’aimantation. Encore une fois, la densité de flux de chaque élément est surveillée et les valeurs minimales sont mémorisées dans des variables. Les valeurs peuvent ensuite être transmises aux résolveurs transitoires d’Opera standards. Dans une telle simulation, où le champ appliqué de sources de courant et d’autres éléments s’opposent au champ de l’aimant, les variables indiqueront le point de fonctionnement de l’aimant. Dans une simulation transitoire, elles révèleront le point de fonctionnement le plus faible ayant été atteint au cours de l’événement transitoire. La désaimantation en service peut de ce fait être modélisée. Le champ minimum est suivi et actualisé lors de simulations subséquentes, et la perméabilité de recul ou courbe de désaimantation appropriée sera utilisée.

Puis-je examiner l’aimantation de mes aimants permanents avant leur montage dans ma machine électrique ?


Opera permet-il de calculer les pertes dans ma machine ?

Les pertes de fer (y compris les composants rotatifs / en excès, à hystérésis et courant de Foucault) peuvent être évaluées à l’aide d’un des résolveurs pertinents pour tout type de machine, en utilisant les méthodes de Fourier avec les pertes décrites dans les formulations de Steinmetz ou directement à partir de courbes de fabricants.
Les pertes de cuivre peuvent être calculées simplement à partir du courant circulant dans des enroulements simulés.
Les pertes hystérétiques, y compris les pertes de composants rotatifs pourront être obtenues explicitement en utilisant le résolveur d’hystérésis et les pertes par courant de Foucault en définissant explicitement les conductivités des matériaux.
Toute grandeur de perte peut être utilisée comme une source de chaleur dans des analyses thermiques.

 

Particules chargées


 


Quels modèles d’émetteur le module Charged Particules propose-t-il ?


Qu’est-ce qu’affiche Opera en termes de statistiques de faisceaux ioniques ?

Lorsqu’il est question d’évaluer les statistiques d’un faisceau ionique, le point de départ est habituellement un bandeau placé à travers le faisceau à un emplacement défini par l’utilisateur. Des outils standards du post-processeur peuvent ensuite extraire des données d’intersection, comme les composants de courant et de vitesse de chaque trajectoire d’intersection et les densités de numéro et de courant. De ces dernières, de simples calculs supplémentaires peuvent produire des indicateurs métriques de faisceau, y compris les instants, l’exitance et l’intervalle entre les phases.

Pourquoi les solutions à particules chargées sont-elles itératives ?

La charge d’espace de beamlet affecte la répartition du champ électrique et peut également influer sur le courant dans la beamlets. Une répartition homogène de la tension, du courant et de la charge d’espace est nécessaire et cela est calculé par une itération qui actualise la répartition de la charge d’espace, recalcule les champs électriques, puis les trajectoires des beamlets.

Opera peut-il modéliser la pulvérisation sous vide de magnétrons ?

Opera conjugue analyse par éléments finis de précision à des modèles détaillés pour plasma, pulvérisation et dépôt de couches pour fournir les premiers outils pratiques pour la conception et l’optimisation de magnétrons. Opera pourra servir à prévoir l’érosion ciblée et à optimiser l’utilisation. Il peut caractériser avec précision la conception de systèmes à aimants, y compris les dispositifs de couchage multicibles, et prévoir des profils de couches déposées ainsi que la dynamique des dépositions.

Qu’entend-on par émission secondaire ?

Des propriétés de réduction des émissions secondaires peuvent être appliquées aux surfaces marquées du modèle. Les collisions entre les particules de beamlets avec ces surfaces marquées sont détectées et des particules secondaires sont introduites. Ces particules secondaires peuvent également entrer en collision pour produire de nouvelles particules secondaires ; le nombre maximal de productions de particules secondaires peut être limité. Les effets de charge d’espace créés par les particules secondaires peuvent être exclus du calcul.

Opera peut-il calculer la montée de température due à l’effet de particules chargées cinétiques sur une surface ?

Opera est un logiciel multiphysique, la chaleur produite par un faisceau de particules peut être transmise en toute transparence au module thermique d’Opera afin de calculer la montée de température qui en résulte.

Aimants

 

Dans un aimant d’accélérateur, les champs magnétiques servent à diriger et à concentrer les faisceaux de particules chargées. De quels outils dispose Opera pour évaluer rapidement la qualité des champs ? Puis-je voir le comportement des faisceaux de particules ?

Le post-processeur d’Opera comprend des outils pour caractériser les gradients ou l’homogénéité des champs en volumes d’espace libre. Pour des aimants dipolaires, quadripolaires et multipolaires de plus grand ordre, les caractéristiques sont habituellement calculées comme un ensemble de coefficients de Fourier sur un cercle intégral ou partiel. Des fonctions semblables sont également disponibles pour afficher l’homogénéité du champ sur des surfaces sphériques. Les valeurs de champ peuvent être calculées en tout point et Opera permet de suivre directement les particules chargées ou systèmes de particules à travers ou au-delà de l’ouverture magnétique. Les résultats peuvent être affichés de différentes façons, notamment comme suit :
• pistes 3D via la géométrie
• projections sur les principaux plans de coordonnées
• points d’intersection sur tout plan en 2D
• cartes de densité de puissance ou de courant

Opera peut-il modéliser des aimants pulsés, en particulier la redistribution de courants dans les conducteurs ? Comment traite-t-il les tôles ?

Opera peut-il réaliser des simulations transitoires avec une impulsion définie par l’utilisateur pour le courant ou la tension dans l’enroulement. La simulation est à même de capturer les effets pelliculaires et de proximité. Pour les aimants créés à l’aide de tôles, Opera dispose d’un modèle de matériau pouvant traiter un volume en vrac (comme la culasse d’aimant) comme une structure « remplie », ce qui écarte la nécessité de modélisation des tôles individuelles. Le concepteur ne doit spécifier que le facteur de remplissage de la pile de tôles et l’orientation du plan des tôles.

Quelles sont les propriétés physiques qu’Opera peut capter dans les enroulements supraconducteurs de mon aimant ?

Dans la plupart des cas, les aimants supraconducteurs peuvent être fidèlement représentés à l’aide de modèles de bobines standards. Toutefois, Opera dispose de fonctionnalités complètes de modélisation physique détaillée des supraconducteurs si nécessaire, par exemple, le blindage produit par des super courants dans des conditions d’effet Meissner, ou le comportement hystérétique pendant la hausse ou la baisse d’un courant d’aimant. Le modèle le plus complexe d’Opera pour les enroulements supraconducteurs consiste à simuler un quenching. Le simulateur de quenching d’Opera 3D résout les équations électromagnétiques et thermiques couplées en transitoires de temps. L’outil est en mesure de modéliser des bobines complètes raccordées aux circuits de protection / d’alimentation et d’évaluer l’efficacité de la protection. Les simulations peuvent inclure le chauffage par courants de Foucault dans des gabarits et des structures de soutien. Si Opera peut simuler un quenching dans une bobine complète ou un système de bobines, il peut également modéliser des fils supraconducteurs individuels de supraconducteurs BT et HT.

Quelle est l’ampleur de la précision d’Opera pour la simulation d’aimants de dispositifs RMN/IRM ?

Les aimants supraconducteurs de dispositifs RMN/IRM sont généralement représentés par un modèle de bobine propriétaire à même de produire des résultats très précis pour l’homogénéité des champs dans la zone d’imagerie, mesurés en parties par million. Ce niveau de précision est indispensable pour cette application qui s’appuie sur les résonances de RMN de haute qualité sensibles aux champs magnétiques. Les précédents sur Opera visant à atteindre ce haut niveau de précision ont permis d’en faire le logiciel de simulation de premier plan pour la conception d’aimants supraconducteurs de dispositifs RMN/IRM dans le monde entier.

Je conçois des aimants supraconducteurs de dispositifs IRM à solénoïdes et je dois évaluer le faible effet de chambre blindée et du renfort d’acier sur l’homogénéité de l’aimant ?

La formulation utilisée dans le résolveur magnétostatique d’Opera 3D (autrefois dénommé TOSCA) permet de calculer très précisément le champ de ce type de problème de perturbation. Le champ de solénoïdes non blindés peut être calculé à l’aide de l’expression de Biot-Savart sur 100 millionièmes. Le blindage et la structure de renfort provoqueront une petite perturbation du champ central, habituellement de l’ordre d’un millième, ce qui correspond bien au niveau de précision d’Opera.

Puis-je évaluer l’efficacité du blindage pour mon dispositif IRM proposé ?

Oui, Opera calcule des champs résiduels relativement petits dans l’espace blindé de façon très précise, même si des champs ailleurs dans le reste du modèle sont bien plus élevés. Les isosurfaces peuvent être facilement affichées dans le post-processeur, permettant ainsi une visualisation 3D de la limite de Gauss 5.

 

Transformateurs

Le fonctionnement normal est une chose, qu’en est-il des performances en cas de dysfonctionnement ?

Opera est un logiciel de simulation par éléments finis à usage général utilisable pour analyses 2D et 3D. Opera résout des équations fondamentales qui décrivent le comportement multiphysique intrinsèque de tout dispositif de systèmes d’alimentation. Cette formulation signifie que le logiciel marche aussi bien en situation de dysfonctionnement qu’en fonctionnement normal, et prévoit avec précision les performances en conditions réelles dans les deux états.

Opera peut-il analyser un transformateur en situation de circuit ouvert, court-circuit et de courant d’appel ?

Oui, ce sont des analyses standards préconfigurées dans le module Transformers Environment. Si vous n’utilisez pas ce module, ces situations peuvent toujours être définies en utilisant le Modeller avec son éditeur de circuit.

Opera peut utiliser ma courbe d’hystérésis complète pour mon matériau aimanté doux ?

Dans la suite Opera, une méthode semi-empirique de modélisation d’hystérésis a été élaborée aux côtés de partenaires des secteurs industriels. Le comportement magnétique est considéré comme une trajectoire B(H). La trajectoire est basée sur une boucle symétrique principale mesurée fournie par l’utilisateur. Ces données peuvent être facilement obtenues à partir de fiches techniques mesurées ou publiées, puis importées dans Opera en tant que tableau de caractéristiques magnétiques. Le modèle d’hystérésis d’Opera comprend les problèmes de boucles mineures imbriquées et de boucles légères « à éliminer », qui se produisent lorsque la trajectoire passe par une étape charnière antérieure. En outre, le modèle reconnaît les champs oscillants et réduit le stockage d’étapes charnières. En supposant que vous disposez d’une licence pour tout module pertinent, il vous faut communiquer des données pour la boucle d’hystérésis majeure uniquement. L’algorithme utilise un procédé de reconstruction pour déterminer des boucles mineures et des étapes charnières de la trajectoire, ainsi que pour supprimer des étapes charnières lorsque l’aimantation d’un matériau dépasse l’excursion précédente. L’algorithme transfère aussi convenablement les informations à la courbe de matériaux saturés au-delà de la fin des données d’utilisateur, de la même façon que pour les matériaux anhystérétiques sous Opera.

Quelles variables puis-je utiliser dans un processus d’optimisation sous Opera ?

Les variables d’optimisation peuvent être choisies parmi toutes les variables définies par l’utilisateur sous Opera, permettant aux données de géométrie, aux disques et même aux données sur les matériaux d’être modifiés afin d’obtenir les résultats escomptés. Les contraintes d’inégalité et d’égalité peuvent être définies afin de restreindre la portée de l’espace de conception. Différents niveaux de contraintes peuvent être définis, selon la question de savoir s’ils peuvent être évalués en tant que conception réalisable pendant la phase de création de modèles ou s’ils sont obtenus sous forme de données de sortie de l’analyse par éléments finis. L’Optimizer peut résoudre tant les problèmes à objectif unique que ceux à objectifs multiples. Les objectifs d’optimisation sont définis comme étant des données de sortie de la simulation et sont évalués et mémorisés par l’Optimizer. Les données de sortie sont un ensemble informatif de résultats qui peuvent être interrogés pour choisir toute conception optimale