안녕하세요. 다쏘시스템코리아 SIMULIA 브랜드팀입니다.
이번 포스팅에서는 CST (Computer Simulation Technology)의 CST EM STUDIO® (CST EMS)에 대해 알아보도록 하겠습니다.
CST EM STUDIO®
CST EM STUDIO®는 DC 및 저주파 대역에 대한 해석을 진행할 수 있는 3D 전자기장 시뮬레이터로써 센서, 모터, 액추에이터, 변압기 등에 대한 해석이 가능합니다.
CST EMS는 다른 시뮬레이터와 마찬가지로 CST STUDIO SUITE®의 단일 GUI 내에 구동되기 때문에 Modeling, CAD Import, Meshing, Solving, Post-processing 등의 과정이 쉽고 직관적으로 구성되어 있으며 사용자가 DC 해석 또는 저주파 대역에 대한 해석을 진행할 수 있도록 Electrostatic Solver, Magnetostatic Solver, Stationary Current Solver, LF Frequency Domain Solver, LF Time Domain Solver 등 다양한 Solver를 제공하고 있습니다.
또한, CST EMS는 다양한 시뮬레이터와 연계 해석이 가능합니다. CST EMS에서 계산된 전력 손실 및 force density는 CST MPHYSICS® STUDIO로 연계하여 열 해석 및 구조 해석을 진행해 볼 수 있으며 CST EMS에서 계산된 전자기장 결과는 CST PARTICLE STUDIO®와 연동하여 해석을 진행해 볼 수 있습니다.
CST EM STUDIO® – Electrostatic Solver
Electrostatic Solver는 Static 또는 Quasistatic 해석을 진행하는 고전압 디바이스나 Touch Screen Panel(TSP)과 같은 커패시터를 응용한 디바이스에 대한 분석을 진행하기 위한 시뮬레이터입니다.
그림 1 : Electrostatic Solver를 이용한 24kV SF6 Gas Insulated Ring-Main Unit Load Break Switch의 Electric Field
CST EM STUDIO® – Magnetostatic Solver
Magnetostatic Solver는 Low Frequency Solver를 대신하여 빠른 해석을 진행해 볼 수 있는 시뮬레이터로써 Eddy current가 크게 중요하지 않은 경우 또는 비선형 물성을 가진 경우에 대한 해석을 진행할 때 사용하는 시뮬레이터입니다. Magnetostatic Solver 상에서는 자동으로 인덕턴스가 계산됩니다.
그림 2 : Magnetostatic Solver를 이용한 Magnetic brake의 Magnetic flux density
CST EM STUDIO® – Stationary Current Solver
Stationary Current Solver는 도체의 전류 분포를 분석하기 위한 시뮬레이터입니다. 해석이 진행된 이후 Stationary Current Solver에서 계산된 필드 분포는 Magnetostatic 해석 시 추가하여 필드 분포를 확인해 볼 수 있습니다.
그림 3 : Stationary Current Solver를 이용한 Conducting bus bar의 DC current flow
CST EM STUDIO® – LF Frequency Domain Solver
LF Frequency Domain solver는 손실을 고려한 해석을 진행하기 위한 시뮬레이터입니다. LF Frequency Domain Solver는 전기장과 자기장을 비롯한 Eddy current, 손실 밀도, 에너지 밀도에 대한 계산을 할 수 있으며 변위 전류를 고려하여 해석을 진행할 수 있습니다.
그림 4 : LF Frequency Domain Solver를 이용한 Shaded ring position sensor의 Magnetic flux lines
CST EM STUDIO® – LF Time Domain Solver
LF Time Domain Solver는 시간영역관점에서 해석을 진행하는 시뮬레이터로 저주파 대역에서의 비선형적 영향을 포함한 해석을 진행해 볼 수 있습니다.
그림 5 : LF Time Domain Solver를 이용한 Shaded-Pole Induction Motor의 magnetic flux density
CST EM STUDIO® – Application area
CST EM STUDIO®를 이용하여 다양한 해석을 진행해 볼 수 있습니다. 해석을 진행할 수 있는 분야로는 변압기, 개폐 장치, 센서 등이 있습니다. 그리고 원형 및 선형 모션이 지정된 모터 해석을 진행할 수 있기 때문에 발전기, 액추에이터와 같은 전기 기기에 대한 해석을 진행해 볼 수 있습니다.
그림 6 : CST EM STUDIO®의 application area
위 내용과 관련하여 보다 자세한 설명이 필요하시면 SIMULIA.CST.KR.Hotline@3ds.com으로 연락 주시기 바랍니다.
※ 부록 – 용어 사전
TSP : Touch Screen Panel – 터치 스크린 패널
Eddy current – 와전류, 맴돌이전류