Jump to content

    

Проясните про симуляцию магнитных цепей в 2D?

В таких программах как бесплатный FEMM и отечественный ELCUT предлагается решать магнитные цепи в двух плоских моделях: осесимметричная и планарная.

 

Мне понятна концепция сечения полярных координат в осисимметричной задаче.

Мне понятно что на соленоид можно смотреть с торца и рисовать его кольцевую проекцию.

 

Но я не понимаю, как в 2D задаче симулируется соленоид, ось которого в плоскости задачи?

 

Вот как на примере:

http://www.femm.info/wiki/RadialMagneticBearing

image035.jpg

 

Вот я понимаю, что через два сечения соленоида токи проходят в обратном направлении, что отражено в "отрицательном" количестве витков -N для одной из половинок его сечения.

 

Но вот магнитное поле в середине соленоида, наведенный ток в связанных катушках, разве не нужно вводить попарвку на ту часть токов, которые не отражены в сечении и которые текут вдоль плоскости задачи над и под сердечниками?

Ну там, найденную индукцию в сердцевине, или наведенные токи дебильно умножать на 2 , или типа того, разве не надо?

Edited by Hale

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну вот я набросал от балды проблемку и решил ее осесимметрично, а потом планарно с бесконечной глубиной даже, чтобы там интеграл поля на расстоянии был похожим.

 

може я чего-то не понимаю в моделировании, но результаты же разные (использовал одинаковую шкалу)

 

 

image.png image.png

Edited by Hale

Share this post


Link to post
Share on other sites

соленоид, как и сам подшипник, на первой картинке из примера бесконечный по Z, так как 2D, поэтому поправку на ту часть тока, что не отражена в сечении, вводить не надо, они бесконечно далеко.

от реальности, с конечной длиной, результат будет несколько отличаться, но если продольный размер сильно больше поперечного - то не очень, хотите совсем честно - делайте в 3D, для магнитостатики есть не менее бесплатная Radia, правда как addon к не очень бесплатной математике.

 

может я чего-то не понимаю в моделировании, но результаты же разные (использовал одинаковую шкалу)

а почему для разной геометрии (небольшой цилиндр или бесконечно длинная рельса) должны быть одинаковые результаты?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но вот магнитное поле в середине соленоида, наведенный ток в связанных катушках, разве не нужно вводить попарвку на ту часть токов, которые не отражены в сечении и которые текут вдоль плоскости задачи над и под сердечниками?
Там есть два подхода. Один считает что предмет у нас круглый и соответственно любое сечение проходящее через центр симметрии будет одинаковым. Либо считаем что у нас предмет не осесиммитричный а бесконечно длинный одного и того же профиля. Соответственно считаем что в любом сечении картина поля одинакова.

 

Другие варианты прога не считает.

 

Само собой поля вне сечения для обоих сечений учтены в модели. А скорее всего при таких сечениях их можно проигнорировать.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
а почему для разной геометрии (небольшой цилиндр или бесконечно длинная рельса) должны быть одинаковые результаты?

 

Так вот блин я о том и говорю! Автор программы и примера считает небольшие цилиндрические магниты (прямоугольные, но витки замкнуты все-же) в приближении рельсы И сравнивает потом эти результаты с реальностью и теорией что по моему - пальцем в небо.

(кстати, рельса конечная, т.к. введена нормировочная "глубина" на дюймы, или он не объясяет откуда у него это значение, в общем)

 

 

Как видно на моем примере - "рельса" от цилиндра отличается вроде бы очень заметно, если я все делал "правильно".

 

Поэтому и вопрос, относительно полей в центре и наведенных токов/напряжений(т.к. прграмма не поддерживает нагрузку, а только условие I=0 в применой катушке), не надо ли результат рельсы умножать на некоторый коэффициент, чтобы оценить поле в реальном сердечнике? Каков может быть этот коэффициент?

 

Radia, правда как addon к не очень бесплатной математике.

К сожалению, Математика довольно не бесплатна. Не Maxwell, конечно, но все же... начальство жаба душит. А разрешение магнитной системы повышай как хочешь.

Edited by Hale

Share this post


Link to post
Share on other sites
Так вот блин я о том и говорю! Автор программы и примера считает небольшие цилиндрические магниты (прямоугольные, но витки замкнуты все-же) в приближении рельсы И сравнивает потом эти результаты с реальностью и теорией что по моему - пальцем в небо.

пример можно, где там такое утверждается?

 

К сожалению, Математика довольно не бесплатна. Не Maxwell, конечно, но все же... начальство жаба душит. А разрешение магнитной системы повышай как хочешь.

ну если вариант вылечить от жадности и на личном ПК разок посчитать совсем не подходит,

то саму Radia впринципе можно и без математики использовать, это просто отдельная программа, которая с математикой через MathLink общается.

Через этот MathLink с радией можно и без математики общаться.

я делал обёртку для Lua для запуска всех функций радии. Оно даже как-то работало, но всё не проверял, там есть небольшая засада с параметрами по умолчанию, которые в самой математике зачем-то попрятаны, а в документации не особо отражены. Если интересно могу поискать.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

пример можно, где там такое утверждается?

ссылка в первом посте. и в отсальных экзамплах на магнитных подшипник.

 

Через этот MathLink с радией можно и без математики общаться.

Из Октавы никак не можно?

там есть небольшая засада с параметрами по умолчанию, которые в самой математике зачем-то попрятаны,

ну вот я с математикой не знаком поэтому тут засада. Но конечно интересно.

В каком виде туда модель просовывается? В виде скриптовых инструкций для векторного рисования, или в виде файла распространенного формата?

Edited by Hale

Share this post


Link to post
Share on other sites
пример можно, где там такое утверждается?

ссылка в первом посте. и в отсальных экзамплах на магнитных подшипник.

там вроде как раз оговорено, что с реальностью результаты из-за разного насыщения ближе к краям будут отличаться и приводятся какие-то 87% попадания (не разбирался с чем именно), что для подшипника у которого длина на порядок больше зазоров наверное вполне нормальный результат.

 

Через этот MathLink с радией можно и без математики общаться.

Из Октавы никак не можно?

Mathlink это просто сишная библиотека которая позволяет математике вызывать сторонние библиотеки и обратно.

наверное можно и к октаву прикрутить.

там есть небольшая засада с параметрами по умолчанию, которые в самой математике зачем-то попрятаны,

ну вот я с математикой не знаком поэтому тут засада. Но конечно интересно.

В каком виде туда модель просовывается? В виде скриптовых инструкций для векторного рисования, или в виде файла распространенного формата?

насчёт импорта не знаю, там только несколько функций для создания геометрии - прямоугольник, экструдированный многоугольник, цилиндр, и возможность рассечь любую фигуру плоскостью на две части и всё, даже CSG нет.

 

прикрепил пример для луа, он по какой-то причине был собран не как библиотека, а целиком всунут вместе с интерпретатором.

опять же часть функций, которые с заглавной Rad* начинаются (материалы, симметрия,...), изначально были написаны в математике (init.m) соответственно придётся их тоже переписать. (см. radia.lua)

там же пример электромагнита, если есть установленный гнуплот он ещё и графики нарисует.

luaradia.exe test.lua

 

но я бы для начала с радией в математике разобрался, а потом уж думал как это "легализовать" и прикрутить куда-нибудь ещё.

 

какие-то старые версии радии были ещё вроде для Igor Pro, но тоже не бесплатный. хотя возможно эти DLLки от Igor будет проще прикрутить куда-нибудь ещё.

LuaRadia.zip

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSerg
Ну вот я набросал от балды проблемку и решил ее осесимметрично, а потом планарно с бесконечной глубиной даже, чтобы там интеграл поля на расстоянии был похожим.

може я чего-то не понимаю в моделировании, но результаты же разные (использовал одинаковую шкалу)

"К разомкнутым системам всегда следует относиться настороженно" (С) Jeer

Share this post


Link to post
Share on other sites
там вроде как раз оговорено, что с реальностью результаты из-за разного насыщения ближе к краям будут отличаться и приводятся какие-то 87% попадания (не разбирался с чем именно), что для подшипника у которого длина на порядок больше зазоров наверное вполне нормальный результат.

Нет. если читать по-английски целиком, то там говорится что видимое расхождение обусловлено тем что его крутой метод принимает во внимание то чего не учитывает теория.

А по моему он просто пальцем в небо попал. в реальности и 3D модели распределение поля будет немного другое, соответственно токи и действющие на якорь силы. Если только он не подогнал эффективно "толщину" модели, что мне первое и пришло в голову.

 

Mathlink это просто сишная библиотека которая позволяет математике вызывать сторонние библиотеки и обратно. наверное можно и к октаву прикрутить.

Я к сожалению не программист и действую в таких случаях по инструкции. Очень жаль, в общем, если инструкции нет.

 

и возможность рассечь любую фигуру плоскостью на две части и всё, даже CSG нет.

Булевых операций т.е.? Ну, в OpenEMS на основе VTK их тоже нет, но есть приоритеты позволяющие "сверлить" объекты другими, "воздушными" с большим приоритетом. При исполнении меш получается такой как надо. Зато в OpenEMS есть экструзия произвольных контуров а также построение сложных моделей по вершинам. А там такие вещи реализованы?

Edited by Hale

Share this post


Link to post
Share on other sites
Булевых операций т.е.? Ну, в OpenEMS на основе VTK их тоже нет, но есть приоритеты позволяющие "сверлить" объекты другими, "воздушными" с большим приоритетом. При исполнении меш получается такой как надо. Зато в OpenEMS есть экструзия произвольных контуров а также построение сложных моделей по вершинам. А там такие вещи реализованы?

вытягивать плоские объекты можно, можно задать по вершинам любую фигуру. меш правда только тупо прямоугольный, либо цилиндрический.

радиа вообще для ускорительных магнитов делалась, собственно поэтому там и не метод конечных элементов, чтобы при вычислении интегралов магнитных полей ошибка не копилась.

а там не особо много разнообразия форм (дипольные поворотные магниты, мультипольные линзы, и источники синхротронного излучения с синусоидальным полем), соответственно с совсем произвольной сложной геометрией как-то не очень.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте. Такой вопрос. Имеется ли возможность в maxwell задавать возбуждение на порты от внешней схемы. Или наоборот как можно связать расчеты Maxwell с внешними Spice симуляторами. Или может Maxwell как то генерировать модели или подсхемы для использования их в Spice моделировании.

Share this post


Link to post
Share on other sites

я так далеко не углублялся, считал в 13 версии только поле смещения для ферритовых фильтров и вентилей. Но мне казалось, что такая возможность есть, по крайней мере в поселедних Electromagnetic Desktop, где все програмы интегрированы в одну среду, включая симулятор цепей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this