 |
Аналогичным образом выполняется ввод всех остальных областей магнитной системы. Результат построения модели без воздушного пространства представлен на рис. 5.4.
 |
Чтобы удалить перекрытие областей модели необходимо воспользоваться геометрической операцией Overlap
MM>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Volumes.
В открывшемся окне нужно выбрать «Pick All».
4. Определение свойств используемых в двигателе материалов
Ввод свойств материалов магнитной системы ЛМЭД для трехмерной модели выполняется так же как и для осесимметричной модели. Учитывая радиальное направление намагниченности постоянных магнитов в поле MGXX необходимо указать коэрцитивную силу действующую вдоль оси R. Свойства материалов модели приведены в табл. 2.
После определения свойств материалов необходимо объединить отдельные части магнитопровода в соответствии с рис. 14 в цельные области внешнего и внутреннего магнитопровода командой
MM>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add.
Последовательно выделяются части внутреннего магнитопродвода, после чего необходимо нажать «Apply», затем выделяются области внешнего магнитопровода. По завершению выделения нажать «OK».
5. Присвоение атрибутов областям модели.
Присвоение атрибутов областям выполняется при помощи команды
MM>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Volumes.
Присвоение атрибутов областям выполняется таким же образом, как и для рассмотренной выше осесимметричной задачи. Так как некоторые компоненты трехмерной модели могут оказаться визуально не доступными (например, постоянные магниты находятся внутри воздушного промежутка), можно воспользоваться пунктом Specified Entities меню Plot (Utility Menu) для отображения объектов модели по их порядковому номеру:
UM>Plot> Specified Entities>Volumes.
В открывшемся окне необходимо выбрать номер первого объекта и номер последнего объекта тогда в окне графического вывода будет представлены те объекты, номера которых находятся в указанном диапазоне (рис. 5.5, а).
После задания атрибутов удобно каждую область моделирования выделить отдельным цветом командой
UM>PlotCtrls>Numbering
В открывшемся окне из списка поля Elem/Attrib numbering необходимо выбрать Material Numbers и нажать «OK». Результат данной операции приведен на рис. 5.5, б.
6.Определение системы координат для материалов модели.
По умолчанию в ANSYS используется прямоугольная (декартовая) система координат Cartesian. Поскольку в рассматриваемой задаче целесообразным является применение цилиндрической системы координат необходимо определить локальную систему координат, а затем применить ее для всех материалов модели.
Сначала необходимо создать локальную систему координат (Local Coordinate Systems):
UM>WorkPlane >Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin
В открывшемся окне (рис. 5.6, а) необходимо задать номер новой системы координат (в примере это номер 11) и тип системы (Cylindrical 1, рис. 5.1, б), и нажать «OK».
Далее необходимо применить созданную систему координат к атрибутам материалов модели, для этого необходимо выполнить команду
MM>Preprocessor>Meshing >Mesh Attributes>Default Attribs
и затем для каждого материала (с первого по восьмой) нажимая кнопку «OK» указать тип системы координат (рис. 5.6, б).
6. Разбиение области моделирования конечными объектами.
Для задания плотности конечных элементов необходимо воспользоваться командой
MM>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Basic
и в открывшемся окне значение поля Size Level необходимо выбрать 1 и нажать «OK».
Разбиение области моделирования конечными элементами выполняется командой
MM>Preprocessor>Mesh>Volumes>Free
и далее Pick All (рис. 5.7).
|
|
9. Задание плотности тока по области обмоток
В рассматриваемой модели двигателя четыре области моделирующие обмотки двигателя. В цилиндрической системе координат плотность тока в обмотка задается вдоль оси угла поворота q.
Для выбора конечных элементов принадлежащих первой обмотке
(рис. 5.7. материал 3) необходимо воспользоваться командой из меню утилит:
UM>Select>Entities.
в первой строке необходимо выбрать «Elements» (Элементы).
во второй «By Attributes» (по атрибутам).
В окне «Select Entities» появится дополнительное поле для ввода номера материала (рис. 5.6, б), в которое необходимо ввести номер материала 3. Нажмите «OK».
Выполните команду
UM>Plot>Replot
В окне графического вывода должны быть отражены конечные элементы только материала №3.
Задать плотность тока в обмотке можно командой:
MM>Preprocessor>Loads>Loads>Apply>Magnetic>Excitation>Curr Density>On Elements.
В открывшемся окне нажмите кнопку Pick All. Откроется окно Apply JS on Elems, в поле VAL1-3 JSX, JSY, JSZ components которого необходимо указать плотность тока для составляющей JSY (вдоль угла поворота q): 2*100*0.7/(0.003*0.066), где 2 – ток в обмотке. А; 100 – число витков обмотки; 0.7 – коэффициент заполнения по меди; (0.003*0.066) – площадь занятая первой обмоткой, мм2.
Нажмите «OK».
После задания тока во всех обмотках необходимо выполнить команду
UM>Select>Everything
10. Расчет модели.
Для расчёта заданной модели выберите пункт меню
MM>Solution>-Solve- Current LS.
На экране появится текстовое окно «/STAT Command» и окно диалога Solve Current Load Step. Для запуска процедуры расчётов нажмите «OK».
Другой путь запуска на решение позволяет задать ряд опций для процедуры решения, и он доступен только, если задан класс решаемой задачи (пункт 2):
MM>Solution>-Solve- Electromagnet> - Static Analysis - Opt & Solv.
При выборе данного пункта на экране появится окно «Magnetostatics Options and Solution». Задайте соответствующие параметры и для запуска процедуры расчётов нажмите «OK».
При успешном завершении расчётов должно появиться сообщение «Solution is done!» (решение выполнено).
11.Построение распределения модуля вектора магнитной индукции постоянных магнитов.
Распределение модуля вектора магнитной индукции можно получить при помощи команды
MM>General Postproc>Vector Plot
и в окне «Vector Plot of Predefined Vectors» поставить в соответствие Flux&Gradient значение Mag flux dens B. Нажать «OK».
В ряде случаев необходимо рассмотреть распределение магнитного поля созданного отдельными элементами модели. В этом случае интересующие элементы должны быть выделены и затем должен быть заново выполнен расчет модели. Рассмотрим распределение магнитного поля постоянных магнитов. Для этого необходимо воспользоваться командой
UM>Select>Entities,
и в открывшемся соответствующих полях открывшегося окна выбрать «Volumes», «By Attributes», в поле Min, Max, Inc указать «3, 4» (номера материалов моделирующих постоянные магниты). Нажать «OK».
На рис. 5.9 и 5.10 показано распределение модуля вектора магнитной индукции для постоянных магнитов в отсутствии внешнего магнитного поля обмоток и общее распределение, а также при заданном значении тока в обмотках линейного магнитоэлектрического двигателя.
 |
12.Построение вектора плотности тока в обмотках двигателя.
Направление тока в обмотках двигателя можно получить воспользовавшись командой
MM>General Postproc>Vector Plot
и в открывшемся окне «Vector Plot of Predefined Vectors» выбрать
Current Density. Результат выполнения приведен на рис. 5.11.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Андреева алгоритма расчета магнитного поля электромагнитного двигателя методом конечных элементов на регулярной сетке // Задачи динамики электрических машин. - Омск: Изд. ОмПИ, 1987. - С. 126-131.
2. , Ковалев моделирование электромагнитных процессов электромеханических систем на основе метода конечных элементов: Учеб. пособие /Под общ. ред. .- Омск: Изд-во ОмГТУ, 19с.
3. , Ковалев моделирование электротехнических комплексов: Монография /Под общ. ред. .- Омск: Изд-во ОмГТУ, 19с.
4. , , Колмогоров -элементный анализ стационарных магнитных полей с помощью программного пакета ANSYS: Учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 20с.
5. , Колмогоров формирования глобальной СЛАУ при расчетах электромагнитных полей электротехнических устройств методом конечных элементов: Препринт - Омск: Изд-во ОмГТУ, 20с.
6. , , Татевосян магнитных полей электротехнических устройств с помощью программного пакета ANSYS: Методические указания к лабораторным работам. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 20с.
7. , , Семина осесимметричной модели магнитной системы открытого типа.- Омский научный вестник. – 2010. – Вып– С.110-113.
8. , Татевосян трехмерное моделирование с помощью программного пакета ANSYS конструкции линейного магнитоэлектрического двигателя.- Омский научный вестник. – 2010. – Вып– С.141-144.
9. Бессонов основы электротехники: Электромагнитное поле. - М.: Высш. шк., 19с.
10. Анализ и расчет электрических и магнитных полей: Пер. с англ. - М.: Энергия, 19с.
11. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. - М.: Мир, 19c.
12. , Чечурин расчеты электромагнитных полей. - М.: Высш. шк., 19с.
13. Демирчян магнитных полей.- Л.: Энергия, 1974.-288 с.
14. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. - М.: Мир, 19c.
15. Иванов-, Кузнецов расчета магнитных полей: Учеб. пособие по курсу "Электромагнитные расчеты". - М.: МЭИ, 19с.
16. Копылов преобразователи энергии. - М.: Энергия, 19с.
17. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 19с.
18. -Л., -К. САПР в электротехнике: Пер. с фр. - М.: Мир, 19с.
19. Крылов конечных элементов и его применение в инженерных расчетах: Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 2002. – 104 с.: ил. ISBN -X.
20. Мак- Численные методы и программирование на ФОРТРАНе. - М.: Мир, 19с.
21. , Агошков в проекционно-сеточные методы. - М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 19c.
22. Михлин методы в математической физике. - М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 19c.
23. Никитенко проектирование электрических аппаратов. - М.: Высш. шк., 19c.
24. , Пеккер электромагнитных механизмов на вычислительных машинах. - М.: Энергоатомиздат, 19c.
25. , , Иванченко и применение ЭВМ в расчетах электрических аппаратов. - М.: Высш. шк., 19с.
26. , , Щербаков обзор методов расчета магнитных полей электрических аппаратов // Электротехника№ 1. - С.
27. де Введение в метод конечных элементов: Пер. c англ. - М.: Мир, 19c.
28. Расчет магнитных полей электрических машин методом конечных элементов /, , - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 19с.
29. Вариационные методы в математической физике и технике: Пер. с англ. - М.: Мир, 19с.
30. Самарский разностных схем. - М.: Наука: Гл. ред. физ. - мат. лит., 19c.
31. Cегерлинд Л. Применение метода конечных элементов: Пер. с англ.- М.: Мир, 19c.
32. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков: Пер. c англ. - М.: Мир, 19с.
33. Фикс Дж. Теория метода конечных элементов: Пер. с англ. - М.: Мир, 19с.
34. Тамм теории электричества. - М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 19с.
35. , Андреева расчет магнитного поля электромагнитного двигателя // Изв. ВУЗов. Электромеханика№ 10. - С. 10-15.
36. , Андреева конструкций электромагнитных двигателей с различным профилем рабочего зазора на основе численного эксперимента// Изв. ВУЗов. Электромеханика.- 1992. - №3. - С. 22-26.
37. Электромагнитные расчеты элементов электрических машин: Пер. с польск. - М.: Энергоатомиздат, 19 с.
38. Численные методы на основе метода Галеркина: Пер. с англ. - М.: Мир,19c.
39. Форсайт Дж., Машинные методы математических вычислений. - М.: Мир, 19с.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
