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 f = J × B .
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
1
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 F =
Eko
x
∂
2
µ
0
B
1
2
2
0
Dla jakiej szczeliny występuje najlepsza zgodność z wzorem: F =
S oraz F =
S
N I
2µ
2
δ
0
2
3. Sprawdź z jakim błędem jest spełniony związek Eko + E − Ψ i = 0
4. Oszacuj napięcie robocze elektromagnesu na podstawie odczytanej wartości strat omowych w cewce.
WIEiK PK
2