Flux, 전기 장비의 열분석 방법을 아시나요?

전기 장비의 열 분석, 이전과는 다른 분석 방법을 확인하세요.


알테어의 Activate, AcuSolve, Flux 를 이용한 열분석 방법을 설명한 포스팅입니다.

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  열 응력을 보지 않고 전기 기술 장치를 설계하는 것은 이제 점점 더 어려워지고 있습니다. 전기 자동차, 비행기 등과 같이 점점 더 많은 응용프로그램이 많아지고 있는 만큼, 설계자는 무게, 비용을 동시에 줄이면서 효율성을 높일 수 있는 어려운 문제를 해결해야 하고, 보안 요소를 유지할 수 있어야 합니다. 이런 이슈를 해결할 수 있는 한가지 가능성은 동일한 장치에 대한 전류를 증가시켜서 열을 제거하는 방법이 있을 수 있습니다. 그렇기 때문에 고전적인 접근 방법이 크로스 체크와 보완적인 분석이 필요했던 것입니다. 새로운 툴은 주행 주기와 견고성을 확인하기 위해 반드시 빠르고 정확해야 합니다. 이 포스팅의 목표는 필요한 정확도와 해결 속도에 따른 사용 가능한 여러가지 방법을 빠르게 검토하는 방법에 대해 알아보는 것입니다.


열분석이란 무엇인가요?

1   열분석은 전원 공급 장치가 여러 구성 요소에 미치는 영향을 나타냅니다. 일반적인 프로젝트의 열분석에는 전도체, 대류, 복사 그리고 표면과 유체 사이의 하나 이상의 전원 공급 장치가 포함되고, 유체에는 층류 또는 난류가 포함될 수 있습니다.

  이러한 계산 방식은 모든 재료 특성들의 온도 의존성입니다. 자성 재료는 퀴리 온도에서 자기 특성을 잃고 온도와 함께 저항률이 증가합니다.

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전자기 영역과 온도 변화



기존 열 분석 도구
  전통적으로 열 분석에는 서로 다른 방식들이 사용 가능했습니다.

  • 첫 번째는 열 흐름에 대한 등가회로 매개변수(Equivalent Circuit Parameters)를 기반으로 수행합니다. 이것은 열 흐름이 뒤에 따라오는 회로를 식별하고, 각 구성 요소를 결정할 수 있는 것을 의미합니다. 이렇게 하면 문제의 솔루션을 매우 빠르게 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 이 후 효율적인 보정을 반드시 해줘야 합니다. 이 방식에 해당하는 도구에는 솔리드씽킹 아큐솔브(Activate) 같은 시스템 시뮬레이션 솔버와 Motor-CAD와 같은 분석 솔루션이 있습니다.
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  • 솔리드 바디에서만의 전도를 고려할 경우에는 플럭스(Flux) 와 같은 유한요소 도구가 적합합니다. 이는 정확한 계산을 수행하기 때문에 대류 및 복사 계수는 반드시 알고 있어야합니다.
  • 난류, 적층 흐름이 있는 유체를 포함한 전체 열 흐름을 계산할 경우, 아큐솔브(AcuSolve) 와 같은 CFD 코드가 매우 좋습니다. 열 지점을 결정하는데 매우 유용하다는 장점이 있지만, 결과를 산출하는데 다소 시간이 걸린다는 문제도 있습니다.


플럭스(Flux)를 사용한다면?
  다른 툴들과 비교해 플럭스를 사용하면 아래와 같은 장점이 있습니다.

  • 좋은 재료 특성 : 모든 온도 의존성 고려)
  • 특정 전용 영역 : 선 영역, 얇은 영역, 비 메시 코일)
  • 메시 정밀도 : 특히 표면 효과를 모델링하고, 몸 안쪽을 천천히 관통할 수 있습니다.
  • 매개변수 분석 : 모든 차원이 메시와 주파수를 포함해 매개변수화 될 수 있습니다.
  • 회로 커플링 : 모든 유형의 회로를 표현하고, 포인트 온도에 따라 전압 공식을 사용하는 기능이 있습니다.
  • 정확성
  • 속도와 정확성 비율을 계산하는 다양한 기능을 제공하는 보완 솔버들과 함께 사용 가능합니다.


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