WIEiK PK

1

Ć

wiczenie

Modelowanie polowe elektromagnesu nurnikowego

z nieliniowym rdzeniem

A. Wprowadzenie modelu

1. Zdefiniuj nowy model z jednostką podstawową długości w mm

2. Zaimportuj plik w formacie AutoCad: elektromagnes.dxf z przekrojem osiowo symetrycznego
elektromagnesu nurnikowego ze stopniowaną szczeliną powietrzną:dolną (2.0, 1.0, 0.5, 0.1, 0.0) mm oraz
szczeliną boczną 0.1mm

3. Zdefiniuj komponenty rozwinięte wzdłuż łuku o kąt 90 stopni, w rdzeniu i nurniku zadaj
ferromagnetyczny materiał nieliniowy TR66,

3. Zdefiniuj cewkę o 1000 zwojach zasilaną prądem stałym 0.2A

B. Obliczenia polowe

1. Wprowadź parametr rozwiązania równań pola metodą MES odpowiadający za stopień zagęszczenia
siatki: Adaptation Options 50% < h < 100%, wybierz procedurę rozwiązania dla przypadku nieliniowego

2. Oblicz rozkład pola magnetostatycznego STATIC 2D dla szczeliny d= 2mm

Wyświetl i odrysuj rozkład 2D linii strumienia pola magnetycznego (FLUX FUNCTION)

- zaobserwuj różnice w rozkładzie modułu indukcji B i natężenia pola H, oszacuj ich wartości
maksymalne w nurniku i szczelinie

- wykreśl rozkład indukcji i natężenia pola w przekroju na poziomie szczeliny powietrznej

- zaznacz strefę o największych naprężeniach pochodzenia magnetycznego

B

J

f

×

=

.

Jaki jest ich kierunek i zwrot?

- odczytaj strumień skojarzony, energię i koenergię pola, oraz siłę działająca na nurnik

- oblicz indukcyjność cewki dla aktualnej szczeliny

3. Powtórz obliczenia dla szczeliny równej (1.0, 0.5, 0.1, 0.0) mm

4. Powtórz obliczenia po zamianie materiału nurnika na magnes trwały NdFeB o polu w osi pionowej

(0, 1, 0) przy zerowym prądzie cewki. Narysuj rozkład pola i odczytaj wielkości całkowe pola.

WIEiK PK

2

C. Obliczenia dodatkowe do sprawozdania

1. Wykreśl zależność indukcyjności uzwojenia od wielkości szczeliny

2. Wykreśl we wspólnym układzie współrzędnych zależność siły działającej na nurnik od wielkości
szczeliny:

- wyliczonej w procedurze postprocesora

- wyliczonej wg wzoru

ko

E

x

F

∂

∂

=

Dla jakiej szczeliny występuje najlepsza zgodność z wzorem:

0

2

0

2

µ

=

S

B

F

oraz

2

0

2

2

2

1

δ

µ

=

S

I

N

F

3. Sprawdź z jakim błędem jest spełniony związek

0

=

Ψ

−

+

i

E

E

ko

4. Oszacuj napięcie robocze elektromagnesu na podstawie odczytanej wartości strat omowych w cewce.