CST STUDIO SUITE

Los componentes o ensamblajes se pueden importar desde un sistema CAD existente o crear mediante el creador de croquis 2D integrado de CST Studio Suite o el modelador 3D. El archivo de modelos  contiene un historial completo de los comandos que lo crearon, lo que permite «reproducir» y modificar los archivos, y proporciona una plantilla que se puede utilizar para automatizar las variaciones de diseño de los 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 CST Studio Suite simplifica el análisis de los resultados. Además de mostrar el campo, la temperatura o la tensión, existen numerosas funciones para preparar y mostrar cantidades derivadas en formas y unidades conocidas para el usuario (incluidas fuerzas, pérdida de potencia y energía almacenada), así como para calcular y mostrar trayectorias de partículas a través de los campos eléctricos y magnéticos calculados.

La funcionalidad de posprocesamiento incluye:

• Valores de campo (contornos y vectores en superficies de geometría 3D, contornos y vectores en superficies planas arbitrarias, cilíndricas y esféricas 2D, gráficos a lo largo de líneas, círculos y arcos en espacio 3D, isosuperficies y 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)

Con el entorno de máquinas, los modelos de motor y generador se pueden configurar y analizar rápidamente mediante plantillas parametrizadas. Se puede incluir una amplia personalización de modelos en los entornos de máquinas para satisfacer los requisitos de diseño del usuario.

Entre las máquinas estándar disponibles se incluyen:

• DC

• De inducción

• Síncronas de imán permanente

• Rotor externo de imán permanente

• De reluctancia conmutada

• De reluctancia síncrona

• Síncronas

Se pueden realizar cálculos de diseño estándar para obtener resultados útiles como la fuerza contraelectromotriz, par de efecto cogging, par de carga, curvas de circuito abierto y cortocircuito.

Un acoplamiento directo con CST Studio Suite permite el refinamiento y la optimización de los diseños en función de los requisitos del usuario.

Con el entorno del transformador, los modelos de transformador y reactor se pueden definir, resolver y preparar automáticamente para la optimización. Los análisis estándar incluyen cortocircuito, circuito abierto y de entrada. Se realiza el análisis de elementos finitos, lo que conlleva el cálculo de resultados precisos a partir de 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. El entorno está integrado con CST Studio Suite, lo que permite al usuario optimizar automáticamente parámetros como las dimensiones principales a través de los diámetros de perno.

Entre los resultados estándar se 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 del campo de dispersión magnética/blindaje (EMC/EMI)

• Fuerzas dinámicas en bobinas

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)

CST Studio Suite se ha diseñado para ayudar en el diseño de dispositivos electromagnéticos/electromecánicos. Por lo tanto, su funcionalidad principal es el electromagnetismo de baja frecuencia. Sin embargo, se requieren otras propiedades físicas, como la tensión estructural y la temperatura, como funciones de soporte. Por lo tanto, CST Studio Suite es un software multifísico. Los análisis están encadenados y pasan los resultados entre las diferentes propiedades físicas. Las propiedades no son lineales. Por lo tanto, 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. Se puede utilizar para estudios como la pérdida de par en motores de imanes permanentes o estudios de homogeneidad en imanes bajo carga.

Permite realizar investigaciones rápidas y sencillas de los posibles espacios de diseño para problemas multifísicos. Utiliza un algoritmo de optimización eficiente que combina métodos deterministas y estocásticos que se utilizan para resolver problemas de optimización de uno o varios objetivos.

Los problemas de optimización se definen fácilmente mediante:

• Variables de diseño, junto con límites numéricos

• Restricciones de igualdad y desigualdad

• Funciones objetivas y si se deben minimizar o maximizar

El propio proceso de optimización se puede controlar mediante:

• Criterios de terminación para el algoritmo de optimización

• Diseño de la distribución inicial de la población

• Conjunto de bases de datos de soluciones para conservar