POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Maszyn Elektrycznych Lab. Elektrodynamika Techniczna
Ćwiczenie 5 Temat: Tworzenie modeli numerycznych przetworników elektromechanicznych w programie Maxwell, cz. I: Aktuator prądu stałego
Rok akademicki: 2010 / 2011 Wydział: Elektryczny Kierunek: Elektrotechnika Studia niestacjonarne inżynierskie Specjalizacja: IWN	Wykonawcy: Babiak Bartosz Szewczyk Roman Osajda Robert Fraszczyński Rafał Wiśniewski Mirosław	Data
				Wykonania ćwiczenia 08.05.2011	Oddania sprawozdania 14.05.2011
Uwagi:

Schemat zamodelowanego układu:

Wizualizacja wyników:

Rozkład indukcji magnetycznej:

Rozkład gęstości prądu:

Rozkład linii sił pola magnetycznego:

Tabele pomiarów:

Dla 3,5A

δ	Fn	L	Ψ
[mm]	[N]	[H]	[Wb]
0	663,3	0,15696	0,528
0,5	492,3	0,14976	0,504
1	379,0	0,14004	0,48
1,5	292,4	0,1296	0,45
2	220,6	0,11808	0,414
2,5	163,6	0,10692	0,372
3	123,9	0,09684	0,336
3,5	99,3	0,0882	0,306
4	78,3	0,08136	0,282
4,5	63,6	0,07524	0,264
5	49,9	0,07056	0,246

Dla 2A

δ	Fn	L	Ψ
[mm]	[N]	[H]	[Wb]
0	589,3	0,25272	0,486
0,5	392,3	0,2268	0,444
1	239,9	0,18972	0,378
1,5	134,6	0,15264	0,306
2	82,7	0,12636	0,252
2,5	55,9	0,10944	0,216
3	40,5	0,09756	0,192
3,5	32,4	0,0882	0,174
4	25,5	0,08136	0,162
4,5	20,7	0,07524	0,15
5	16,0	0,0702	0,138

Charakterystyka

F = f (δ)

Charakterystyka

L = f (δ)

Charakterystyka

Ψ = f (δ)

Wnioski:

Wykonane ćwiczenie miało na celu zapoznanie się z modelowaniem przetworników elektromechanicznych za pomocą programu Maxwell SV. Elementem badanym był aktuator prądu przemiennego o masywnym rdzeniu. Ćwiczenie sprowadzało się do zasymulowania rozkładu pola magnetycznego jak również pola przepływowego prądu dla badanego modelu.

Wyznaczaliśmy rozkład indukcji magnetycznej i rozkład gęstości prądów wirowych. Następnie z otrzymanych wyników symulacji należało wyznaczyć charakterystyki:

F=f(δ), L=f(δ), Ψ=f(δ).

W ćwiczeniu używaliśmy programu Maxwell SV. Dzięki jego rozbudowanym funkcjom możliwa była zmiana szczeliny powietrznej badanego modelu w przedziale od 0 do 5mm. Można zauważyć, że zmiana wielkości szczeliny powietrznej przy prądzie stałym ma zasadniczy wpływ na wartości: siły F, indukcyjności elektromagnesu L oraz strumienia skojarzonego Ψ.

Z charakterystyki F=f(δ) można zauważyć, że wraz ze wzrostem wielkości szczeliny powietrznej wartość siły F bardzo szybko maleje. Analizując charakterystyki: L=f(δ), Ψ=f(δ) widać podobną zależność tzn. indukcyjność i strumień również maleją liniowo wraz ze wzrostem szczeliny powietrznej. Ponadto z załączonego rozkładu gęstości prądu widać, że

w przypadku prądu stałego nie występują prądy wirowe. Zatem rdzeń się nie nagrzewa nadmiernie. A indukcja magnetyczna w rdzeniu ma równomierny rozkład.

Podsumowując można stwierdzić, że używany przez nas program Maxwell SV jest bardzo dobrym programem symulacyjnym. Możliwości tego programu są bardzo obszerne. Dzięki wykorzystaniu jego podstawowych funkcji udało nam się otrzymać dość dokładne wyniki pomiarów. Jednak należy pamiętać, że dokładność naszej symulacji zależy od zadanych parametrów symulacji oraz od badanego przez nas modelu.

---