Numesys ve MST Ar-Ge Tarafından Raylı Ulaşım Sistemlerine Özel Sunulan Ansys Elektronik Analiz Hizmetleri

Numesys ve MST Ar-Ge Tarafından Raylı Ulaşım Sistemlerine Özel Sunulan Ansys Elektronik Analiz Hizmetleri

Gelişen teknolojiyle birlikte elektrikli otomobillerden hava platformlarına, otonom araçlardan elektronik harp sistemlerine, rüzgâr türbinlerinden solar panellere kadar hemen tüm elektriksel sistemlerin en temel konusu elektrifikasyon olarak öne çıkmaktadır. Raylı ulaşım söz konusu olduğunda ise elektrifikasyon geçmişten bugüne her zaman ilk önceliği almıştır. Elektriksel enerji ile mekanik enerjinin birbirine dönüştürüldüğü veya elektriksel değerlerin mekanik ve termal etkilerinin incelenmesini gerektiren bileşen ve sistemlerin performansının çevre şartlarının da göz önünde bulundurularak gözlemlenmesi ve hesaplanabilmesi söz konusu olduğunda, bilgisayar destekli elektromanyetik ve elektromekanik analizlerin önemi ve gerekliliği tartışmasız hale gelmektedir. Laboratuvar ve test donanım ihtiyaçlarının, test süre ve maliyetlerinin fazlalığı göz önünde bulundurulduğunda, bilgisayar destekli mühendislik ihtiyacı kendini belirgin bir şekilde göstermektedir. Ayrıca, gerçekleştirilen testler süresince yapı çevresinde, yüzeyinde ve içerisindeki elektromanyetik alan dağılımını görselleştirme ihtiyacının giderilmesi için yine bilgisayar teknolojilerinin kullanımına ihtiyaç duyulması analiz araçlarının sunacağı imkânları daha da değerli hale getirmektedir.

Elektrifikasyon sisteminin bileşenlerinin her birinin ileri mühendislik araçlarıyla tasarım ve optimizasyonu kadar sistem bileşenlerinin birbiriyle bağlaşım içerisinde performanslarının analizi de önem arz etmektedir. Elektrifikasyonun sistem seviyesi analizi ancak aşağıdaki uygulamalara yönelik analizler bütünü ile mümkün olmaktadır.

-Elektrik motoru

-Selenoid, eyleyici ve sensör gibi elektromekanik bileşenler

-Sürücü ve motor kontrol

-Batarya yönetim sistemi

-Elektromanyetik, elektromekanik, elektrotermal ve NVH

-Gömülü kontrol yazılımı geliştirme

Şekil 1’de bir motor sürücü sisteminin Ansys yazılımları ile nasıl simüle edilebildiği, motor performans çıktılarının detayları özet şekilde gösterilmiştir. Bu yazılımlar sayesinde sürücü detayları, anahtarlama bilgileri, elektrik motoru parametreleri, motor kontrol yöntemi gibi teknik veriler sayesinde motor ve sürücü sistemi üretilmeden sistem performans kontrolü yapılabilmektedir.

Şekil 1 - Sürücü-kontrol-elektrik motoru sisteminin Ansys yazılımları ile simülasyon örneği

Elektrikli bir raylı ulaşım aracının gerek lokomotif gerekse vagonlarındaki en önemli tahrik ve destek bileşenleri elektrik motorları olduğundan, elektrifikasyona yönelik analizlerde elektrik motorunun ön tasarımı, optimizasyonu ve ürün doğrulama aşamalarında ileri mühendislik araçlarının kullanımı önem arz eden bir konudur. Elektrik motorunun sadece elektriksel performansı değil farklı çevresel koşullarında performansının ve elektriksel performansından kaynaklanan mekanik, termal ve akustik etkilerinin de analize dahil edilmesi uygulama için ciddi bir gerekliliktir. Bu bağlamda, elektromanyetik çözücülerin mekanik ve termal çözüler ile çift taraflı etkileşim içerisinde çalışarak çoklu-fizik yöntem ve yeteneklere sahip Ansys Maxwell, Ansys Mechanical ve Fluent analiz araçları mühendislik süreçlerinize yadsınamaz bir güç katmaktadır.

Elektrik motoru özelinde Ansys yazılım çözümleri, asenkron motor, sürekli mıknatıslı motor, senkron motor, relüktans motoru vs. gibi farklı elektrik motor teknolojilerinin incelenmesine imkân tanımaktadır. Bu motor teknolojilerinin hızlı ön tasarımı, ön performans kontrolü, detaylı sonlu elemanlar analizleri, detaylı kayıp hesaplamaları, verim hesabı gibi temel ve detay performans çıktıları Ansys çözümleri ile kolaylıkla elde edilebilmektedir. Buna ek olarak Ansys manyetik, mekanik, termal ve optimizasyon yazılımlarının birbirleri ile bağlaşık olmaları sayesinde tek bir platform üzerinden bir elektrik motorunun tüm fiziksel tasarım ve analizlerinin gerçekleştirilmesi sağlanmış olur. Şekil 2’de bir sürekli mıknatıslı senkron elektrik motorunun performans kontrolü görselleri verilmiştir.

Şekil 2 – Raylı taşıt uygulaması amaçlı bir elektrik motorunun Ansys yazılımları ile simülasyon örneği

Numesys olarak yukarıda bahsi geçen tüm uygulamaları gerçekleştirmek için gerekli donanım altyapısına ve bilgisayar destekli elektromanyetik çözümlere (Ansys Maxwell, Ansys MotorCAD, Ansys Twin Builder, Ansys Mechanical, Ansys CFD) sahip bulunmaktayız. Yapılar karmaşıklaştıkça, zamansal ve uzamsal hassasiyet gerekliliği artıkça ve göz önünde bulundurulması gereken tasarım gereksinimleri ve fizik sayısı arttıkça analizler için gerekli bilinmeyen sayısı ve donanım ihtiyacı da artacaktır. Bu durumda altyapımızda bulunan hızlı çözücüler, yarı yaklaşık çözümler ve yüksek başarım araçları (HPC) ile etkin ve hızlı çözümler sunabilmekteyiz.

Numesys olarak, konusunda uzman mühendislik kadromuzla ve yetkin donanım ve yazılım alt yapımızla sizlere yazılım satış, teknik destek, eğitim, analiz tabanlı proje ve danışmanlık hizmetleri sunarak çözüm ortağınız olmaktan memnuniyet duyarız.