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La compatibilidad electromagnética en los cables: el poder de la simulación

Aeroespacial Automotriz Electromagnetismo Electrónica

El diseño de mazos de cables para equipos de automoción y aeroespaciales es un reto de ingeniería de enormes proporciones. Esto se debe principalmente a la dificultad de evaluar el impacto de los efectos electromagnéticos (EM) inducidos por factores como las interferencias, la diafonía, el blindaje insuficiente y los impactos de rayos. Es fundamental mitigar estos problemas de EM para cumplir con las estrictas exigencias de certificación de interferencia/compatibilidad electromagnética (EMI/EMC) de los mazos de cables. Actualmente, la simulación EMI/EMC facilita este proceso.

Los mazos de cables, ampliamente utilizados en automóviles, aviones, barcos y vehículos espaciales, son cruciales para transmitir energía eléctrica y señales de control a los componentes electrónicos de estos vehículos. Debido al tamaño de estos vehículos, los cables suelen diseñarse, instalarse y extenderse a lo largo de grandes distancias para conectar los equipos electrónicos. Deben estar protegidos de fuentes EM externas, como los campos irradiados de alta intensidad (HIRF) o el impacto de un rayo.

Ansys EMA3D Cable – Una herramienta exclusiva de diseño y simulación de cables

Ansys EMA3D Cable puede superar estos problemas, porque ha sido desarrollado exclusivamente para diseñar y simular con precisión los efectos EM en modelos de mazos de cables. Las pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC) de los mazos de cables de las grandes plataformas son extremadamente costosas. Con esta nueva herramienta de simulación, los ingenieros pueden predecir virtualmente el rendimiento de su mazo de cables, al aplicar estas pruebas de certificación de compatibilidad electromagnética de forma económica y en las primeras etapas del ciclo de diseño. 

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EMA3D Cable es el producto de una asociación entre ANSYS, Inc. y Electro Magnetic Applications, Inc. (EMA), una empresa líder en simulación, consultoría y medición en 3D. Se trata de una sólida solución de diseño y simulación EMI/EMC de cables a nivel de plataforma.

Como resultado, también ayuda a los ingenieros a identificar los problemas de EMI/EMC en dispositivos de automoción y aeroespaciales, así como en sistemas de RF. Igualmente, la precisión de EMA3D Cable permite utilizar las simulaciones de cables como base para la aceptación final o la certificación.

Una simulación EMI/EMC de cable EMA3D que muestra las emisiones irradiadas de los diseños de cable en el interior de un avión

Una simulación de cable EMA3D que muestra las emisiones irradiadas de los diseños de cable en el interior de un avión

Utilización de lo EMA3D Cable: Simulación para mitigar los problemas de EMI/EMC

Se utiliza la interfaz de usuario Direct Modeler de Ansys SpaceClaim, conocida por su facilidad de uso, para crear e importar geometrías de formas y tamaños arbitrarios. EMA3D Cable le permite al usuario definir rápidamente el contenido del cable y simular el modelo con unos pocos clicks del mouse. Esta solución refuerza el flujo de trabajo de Ansys del diseño a la validación para incluir el soporte de la certificación de cables. Así como el análisis EMI a nivel de sistema para los modelos de mazos de cables.

Típico haz de cables con conductores trenzados y blindaje trenzado EMA3D Cable Ansys

Típico haz de cables con conductores trenzados y blindaje trenzado

Es importante diseñar y verificar adecuadamente el apantallamiento y el enrutamiento de los cables del sistema de cableado eléctrico. EMA3D Cable le permite a los ingenieros investigar los diseños de grandes plataformas y evaluar los esquemas de protección de los cables. En fases posteriores del programa, la misma simulación puede servir de apoyo para la certificación de equipos y cables finales. Igualmente en la movilidad eléctrica y el diseño de vehículos, un hecho sorprendentemente subestimado es que los mazos de cables son uno de los componentes más caros y pesados.

A medida que las transmisiones se electrifican y dependen de más y más sensores, los fabricantes de vehículos buscan reducir el peso eliminando el blindaje, lo que provoca más problemas de EMI. Los ingenieros que participan en el diseño de cables pueden utilizar EMA3D Cable para mitigar los problemas de EMI/EMC. También pueden aumentar el apoyo a la certificación de cables y reducir los costes.

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Cuenta con más de 20 años de actuación, reúne experiencia y conocimiento en ingeniería y ciencias de la computación, lo que permite ofrecer al mercado soluciones completas en simulación computacional y desarrollo de software científico en ingeniería. También tiene experiencia en las áreas de análisis estructural, fuidodinámica, electromagnética y simulación de partículas.


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