Software de diseño y simulación de motores eléctricos 

Qué soft­ware se nece­si­ta para dis­eñar un motor eléc­tri­co y qué pasos son nece­sar­ios en la sim­u­lación. El pro­ced­imien­to descrito y el soft­ware uti­liza­do para el dis­eño pueden emplearse para motores BLDC, motores de CA y motores de flu­jo axial.

Se dis­tingue entre soft­ware para el dis­eño de motores eléc­tri­cos de cál­cu­lo analíti­co y sim­u­lación numéri­ca o tam­bién lla­ma­da sim­u­lación FEM. Las sim­u­la­ciones FEM pueden sub­di­vidirse a su vez en sim­u­la­ciones 2D y 3D, que pueden realizarse de for­ma esta­cionar­ia o tran­si­to­ria. Para ello, exis­ten soft­ware com­er­ciales y gra­tu­itos para la sim­u­lación y el cál­cu­lo de motores eléctricos.

proceso de diseño y simulación de motores eléctricos

A la hora de sim­u­lar motores eléc­tri­cos y dis­eñar motores eléc­tri­cos, hay que inves­ti­gar tres propiedades físi­cas difer­entes. Por lo tan­to, para el dis­eño del motor no sólo se nece­si­ta una sim­u­lación elec­tro­mag­néti­ca, sino tam­bién una sim­u­lación tér­mi­ca y una sim­u­lación mecáni­ca. Nat­u­ral­mente, la sim­u­lación mecáni­ca tam­bién incluye la sim­u­lación de las vibra­ciones mecáni­cas. Estas vibra­ciones mecáni­cas pueden provo­car rui­dos acús­ti­cos no desea­d­os. Esto tam­bién se conoce como sim­u­lación acús­ti­ca de motores eléc­tri­cos y accionamien­tos eléctricos.

1) Diseño y simulación de motores eléctricos electromagnéticos

En el dis­eño elec­tro­mag­néti­co, el dis­eño del motor eléc­tri­co se ajus­ta uti­lizan­do soft­ware analíti­co has­ta que el rendimien­to del motor eléc­tri­co es sat­is­fac­to­rio. A con­tin­uación, el dis­eño analíti­co se com­prue­ba medi­ante soft­ware MEF 2D o 3D. Encon­trará una descrip­ción detal­la­da del pro­ce­so de dis­eño de motores eléc­tri­cos aquí »

2) Diseño y simulación de motores eléctricos térmicos

Tras el dis­eño elec­tro­mag­néti­co, hay que dis­eñar la refrig­eración del motor eléc­tri­co. Sólo con la ayu­da de la sim­u­lación tér­mi­ca se puede deter­mi­nar cuán­to tiem­po puede pro­por­cionar el motor eléc­tri­co su poten­cia máx­i­ma. El dis­eño tér­mi­co se com­prue­ba medi­ante una sim­u­lación FEM 2D o 3D. Si el motor eléc­tri­co se calien­ta demasi­a­do, hay que ajus­tar el dis­eño del motor eléc­tri­co o la refrigeración.

3) Diseño y simulación de motores eléctricos mecánicos

Por últi­mo, hay que dis­eñar el motor eléc­tri­co des­de el pun­to de vista mecáni­co, como el grosor del eje o el tamaño de los cojinetes. Tam­bién hay que com­pro­bar la resisten­cia del rotor y su dinámi­ca. Esto puede hac­erse con ayu­da de mod­e­los mul­ti­c­uer­po o sim­u­la­ciones FEM en 3D. Si resul­ta que el rotor está en con­tac­to con el esta­tor, hay que aumen­tar el entre­hier­ro o ajus­tar el cojinete.

Nor­mal­mente, las dis­tin­tas sim­u­la­ciones físi­cas se real­izan por sep­a­ra­do. Para deter­mi­na­dos pun­tos de fun­cionamien­to, se supone que los sis­temas no se influyen fuerte­mente entre sí o per­manecen con­stantes. Tam­bién hay apli­ca­ciones con motores eléc­tri­cos en las que tiene sen­ti­do uti­lizar una sim­u­lación mul­ti­físi­ca. En este caso, las sim­u­la­ciones físi­cas se acoplan direc­ta­mente entre sí, lo que suele requerir mucha capaci­dad de cál­cu­lo y mucho tiempo.

Software comercial de diseño y simulación

Existe una amplia gama de soft­ware para dis­eñar motores eléc­tri­cos y cada soft­ware tiene sus ven­ta­jas e incon­ve­nientes. Es impor­tante dis­tin­guir si el soft­ware es de cál­cu­lo analíti­co o de sim­u­lación numéri­ca por ele­men­tos fini­tos. Otro impor­tante cri­te­rio de eval­u­ación del soft­ware es la veloci­dad de cál­cu­lo y la fun­cional­i­dad, con el fin de estar prepara­dos para las futuras tec­nologías de motores eléctricos.

Soft­ware:

  • Maxwell
  • Jmag
  • MotorXP
  • Speed
  • Emd­tool
  • Motor­solve
  • Femag
  • Motor­wiz­ard
  • Opera
  • Flux­mo­tor
  • Quick­Field
  • Motor-cad
  • Rmx­pert
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Pro­ce­so de desar­rol­lo para el dis­eño de motores eléctricos »

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El soft­ware de dis­eño de motores eléc­tri­cos gra­tu­ito o libre no suele ser gra­tu­ito, sino que suele estar suje­to a una licen­cia que per­mite uti­lizar el soft­ware libre­mente para el dis­eño con fines especí­fi­cos. A menudo se tra­ta tam­bién del lla­ma­do soft­ware de códi­go abier­to, en el que el códi­go fuente está abier­to. Lea siem­pre aten­ta­mente la licen­cia del soft­ware del motor eléc­tri­co para averiguar para qué fines puede uti­lizarse. El soft­ware que puede uti­lizarse libre­mente para deter­mi­na­dos fines es Onelab, Femm y Elmer. El soft­ware de códi­go abier­to o soft­ware libre de dis­eño de motores suele estar disponible como descar­ga en las pági­nas de los respec­tivos proyec­tos de desarrollo.