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Thema: 3D Magnetfeld in Luftspalt (3645 mal gelesen)
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MrTorque Mitglied Student
Beiträge: 70 Registriert: 05.05.2009
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erstellt am: 23. Mrz. 2011 17:57 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
Beiträge: 2607 Registriert: 16.12.2004 Rechne zuerst ein Problem nach, für das Du eine analytische Lösung kennst.
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 12:28 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
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.) ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
MrTorque Mitglied Student
Beiträge: 70 Registriert: 05.05.2009
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 12:44 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 14:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
Zitat: Was später untersucht wird ist die Homogenität des Magnetfeldes im Luftspalt
Das wird mit dem Modell nichts. Zitat: auch im Eisenkern ein B-Feld
Nur den Kern selektieren und B darstellen Oder mal für alles H darstellen. ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing [Diese Nachricht wurde von wosch am 24. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
MrTorque Mitglied Student
Beiträge: 70 Registriert: 05.05.2009
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 16:51 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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MrTorque Mitglied Student
Beiträge: 70 Registriert: 05.05.2009
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 18:15 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 18:26 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
(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. ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing [Diese Nachricht wurde von wosch am 25. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 24. Mrz. 2011 18:56 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
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. ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 25. Mrz. 2011 19:43 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
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 ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
MrTorque Mitglied Student
Beiträge: 70 Registriert: 05.05.2009
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erstellt am: 27. Mrz. 2011 16:32 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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 Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 27. Mrz. 2011 18:40 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
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. ------------------ Viel Erfolg wünscht Wolfgang Schätzing [Diese Nachricht wurde von wosch am 28. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
wosch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Elektrotechniker im Ruhestand
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erstellt am: 28. Mrz. 2011 10:29 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für MrTorque
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