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inp1.txt bfeld.png

Hallo Forum.

Ich bin dem Beispiel aus FEM für Praktiker, Band 1 gefolgt (http://www.fh-jena.de/~nauerz/downloads/SI-FEM-SIM/exe8_addon.pdf). Nun habe ich versucht, mein eigenes Problem zu lösen.

Im Prinzip geht es um das gleiche wie in dem Beispiel, nur, dass ich den Geometrieaufbau anders mache und symmetrien (vorerst bei der Geometriemodellierung) nutze. Allerdings funktioniert meine Simulation nicht wie ich das gerne hätte. Ich bekomme nur ein B-Feld im Luftspalt, nicht aber in dem ganzen Anker; dort ist es ca. 0.

Ich habe schon die Materialzuweisungen und Elementzuweisungen überprüft. Sie stimmen.

Was ist also falsch? (Siehe auch das angehängte Bild, es gibt ein B-Feld-Peak bei ca. x=0, z=0)

Muss ich den weiteren Luftraum auch noch simulieren? Er interessiert mich nicht, nur eben der kleine Luftspalt.

Gruß

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Eine Flussdichte im Kern wird es auch geben. Sie ist nur wegen der vereinbarten Materialeigenschaften 2000 mal geringer als in Luft.

(Ich bin kein Freund solcher Modelle, weil sie kaum mehr bieten als die analytische Rechnung im magnetischen Kreis; siehe Grundlagen der Elektrotechnik.
Was technisch häufig interessiert, wie der Anteil von Streu- und Nutzfluss, Flussdichteverteilung im Spalt usw. bringt das Modell nicht.)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo wosch und danke für die Antwort.

Was später untersucht wird ist die Homogenität des Magnetfeldes im Luftspalt. Jetzt möchte ich zunächst eine erste Simualtion zum Laufen bekommen.

Was ist denn mit dem B-Feld-Peak? Der gehört doch dort überhaupt nicht hin. Da das Modell symmetrisch ist, müsste er zuminest auch noch an der Unterseite auftreten, tut er aber nicht.

Da ich zunächst ähnliche Zahlenwerte wie in dem Beispiel (http://www.fh-jena.de/~nauerz/downloads/SI-FEM-SIM/exe8_addon.pdf) verwednet habe, habe ich eigentlich erwartet, auch im Eisenkern ein B-Feld zu sehen.

Gruß

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Zitat:

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Was später untersucht wird ist die Homogenität des Magnetfeldes im Luftspalt

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Das wird mit dem Modell nichts.
 

Zitat:

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auch im Eisenkern ein B-Feld

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Nur den Kern selektieren und B darstellen
Oder mal für alles H darstellen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 24. Mrz. 2011 editiert.]

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Warum kann man mit dem Modell die Homogenität des B-Feldes nicht untersuchen? Wie würde man sonst vorgehen?

Darum nehme ich ja eine FEM Analyse und mache keinen analytischen Ansatz.

Gruß

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nur-anker.png

Also auch, wenn ich nur den Anker selektiere erhalte ich komische Ergebnisse, siehe Angehängtes Bild.

Ich suche also zum einen den Fehler im aktuellen Modell und zum anderen ist mir nicht klar, warum ich die FEM Rechnung nicht zur Untersuchung der Homogenität des Magnetfeldes nutzen kann.

Gruß

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(Die obige Antwort bezog sich auf genau dieses Modell.)
Um dieses Modell in Ordnung zu bringen, müssen die durch die Volumenspiegelung entstandenen doppelten Knoten entfernt werden. Dazu ist vor der Lösung nummrg,node und nummrg,kpoi einzufügen.
Wenn man sich dann die errechnete Flussdichte ansieht, wird man erkennen, dass sie sicherlich so in der Realtät nicht aussehen wird.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 25. Mrz. 2011 editiert.]

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Da die Wicklungen hier in der Nähe des Luftspaltes liegen, wird nicht nur ihr Nutzfluss über den Kern, sondern auch ihr Streufluss Einfluss auf Feldausbildung im Luftspalt und drumherum haben. Deshalb sind nach meiner Meinung die Wicklungen mit ihrer Geometrie (z.B. mittels solid97) zu modellieren. Dann muss auch der Rest mit solid97 modelliert werden.

Die Optimierung der Polschuhgeometrie für ein homogenes Feld im Luftspalt ist eine interessante Aufgabenstellung.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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tor_fluli.jpg tor_laengs.jpg tor_mitte.jpg

Um die Problematik zu verdeutlichen hier mal allerdings für eine rotionssymmetrische Anordnung Bilder mit den Flusslinien und der Flussdichte im Luftspalt längs und quer zur Symmetrieachse

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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geom.png solid97.png Eigenbau-Spule-kern.txt

Hallo Wosch.

Vielen Dank für die Hinweise. Auf die Optimierung der Polschuhgeometrie wird es dann auch hinauslaufen - zunächst wollte ich jedoch mit der Spule und dem Joch anfangen.

Ich habe mich jetzt mit dem solid97 Element befasst. Ich habe beispielhaft die Windungen einer Spule modelliert (sie ist nicht ganz perfekt, aber es sollte ausreichen) und in einem weiteren Schritt einen Eisenkern eingefügt. Das Ergebnis überzeugt mich dennoch nicht. Im Eisenkern ist zwar eine höhere mag. Flussdichte zu erkennen, allerdings nur an den "Ecken" des Jochs.

Im Bild im Anhang ist der Aufbau und die mag. Flussdichte zu sehen. Muss ich denn noch eine Einstellung machen, dass das B-Feld in den Kern eingespeist wird? Ich denke doch nicht, denn bei der Luft funktioniert es auch so. Ich habe mu_r (relative permeabilität) für den Kern auf 2000 gesetzt.

Können Sie den Code hochladen mit dem Sie die 2D Rechnung durchgeführt haben?

Gruß

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Für die Wicklung gibt es solid97,2 und solid97,3. (Man denke an 100 Windungen.)
Und die Luft drumherum muss mit ins Modell und auch mit solid97,0 vernetzt werden.
Empfehlung: FEM Band4 Seite 369 ff ansehen, um Anregungen zu übernehmen.

Für die Wicklung geht auch solid97,0 wenn die Stromdichte vorgegeben wird.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 28. Mrz. 2011 editiert.]

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wick3D_3.txt

Wegen der Symmetrie der Anordnung muss nur ein Achtel berechnet werden. Hier im Anhang ein Quelltext zur Anregung.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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