COMSOL 4.4: منحنی های اشباع مغناطیسی در نوک انگشتان شما
هنگام طراحی دستگاه های القایی، هم چالش ها و هم احتمالات با رفتار غیرخطی مواد فرومغناطیسی مرتبط هستند. COMSOL Multiphysics به خوبی با حل مدلهای عددی بسیار غیرخطی سازگار است، اما مدلسازی با وفاداری بالا دستگاههای القایی غیرخطی نیز به دادههای مواد دقیق نیاز دارد. برای مقابله با این چالش، کتابخانه ای از 165 ماده مغناطیسی غیرخطی در COMSOL 4.4 ارائه شده است که قدرت های جدیدی را به طراحی و مدل سازی موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها، رله ها و غیره می دهد. منحنی های اشباع کیفیت که به ویژه برای استفاده کارآمد و قوی در شبیه سازی های عددی نمونه برداری و پیش پردازش شده اند.
درباره منحنی های اشباع مغناطیسی
یک فرض رایج در مدل سازی این است که یک ماده با توجه به یک محرک اعمال شده به صورت خطی پاسخ می دهد تا زمانی که آن محرک خیلی بزرگ نباشد. به عنوان مثال، قانون اهم یک رابطه خطی بین قدرت میدان الکتریکی و چگالی جریان در یک محیط رسانا را تعیین می کند.
رابطه ای که برای بسیاری از مواد به طرز شگفت انگیزی در محدوده وسیعی از قدرت میدان الکتریکی دقیق است.
از این نظر، مواد فرومغناطیسی اساساً متفاوت هستند زیرا سطح مغناطیسی به طور غیرخطی به میدان مغناطیسی بستگی دارد، حتی برای مقادیر کوچک. همچنین یک وابستگی به تاریخچه مغناطیسی ( پسماند ) وجود دارد که در شبیهسازیها گنجاندن آن سخت و دشوار است. نمونه ای از یک حلقه پسماند حالت پایدار در زیر نشان داده شده است.
تلاش برای ثبت این در یک مدل مواد برای طراحی و شبیه سازی امکان پذیر است، اما به طور کلی منجر به زمان های بسیار طولانی شبیه سازی می شود. چالش اصلی دیگر این است که پارامترهای یک مدل پسماند مستقیماً قابل اندازهگیری نیستند، اما باید از طریق روشهای دقیق برازش منحنی پیدا شوند. برای اکثر اهداف طراحی، فقط منحنی BH متوسط، که اثرات اشباع مغناطیسی را در بر می گیرد، اما نه پسماند، مورد نیاز است:
اندازه گیری منحنی های BH شامل تجهیزات گران قیمت است و به مهارت و تجربه قابل توجهی نیاز دارد و منحنی های BH منتشر شده اغلب فقط به صورت گرافیکی ارائه می شوند. هنگام دیجیتالی کردن چنین منحنی هایی، مهم است که جفت داده های کافی به دست آورید و از ایجاد نویز دیجیتالی بیش از حد خودداری کنید.
از دیدگاه مدلسازی و شبیهسازی، برای کارایی و ثبات عددی، یک منحنی BH باید صاف، بدون ماکزیمم یا حداقل موضعی باشد، و به درستی برونیابی شود، زیرا در حد اشباع، شیب منحنی BH باید به نفوذپذیری فضای آزاد نزدیک شود.
بنابراین، پایگاهداده مواد مغناطیسی غیرخطی جدید حاوی منحنیهای BH است که بهطور متراکم و دقیق نمونهبرداری میشوند، اثرات پسماند بهطور میانگین محاسبه میشوند، و به درستی در حد اشباع برونیابی میشوند.
استفاده از یک ماده مغناطیسی غیرخطی در یک مدل
مواد مغناطیسی غیرخطی در یک بخش اختصاصی در گفتگوی “افزودن مواد” در رابط کاربری COMSOL موجود هستند. در اینجا ما از آن برای هسته مغناطیسی نرم در مدلی از ژنراتور با آهنرباهای دائمی در روتور استفاده می کنیم. با باز کردن پنجره افزودن مواد، یک بخش مغناطیسی غیر خطی در دسترس است.
پس از اضافه شدن به یک مدل، منحنی BH برای رسم (ربع اول) قابل دسترسی است:
و برای استفاده در مدل:
بسته به فرمول مغناطیسی مورد استفاده در مدل، از منحنی BH یا، مانند اینجا، معکوس آن، منحنی HB استفاده می شود. هر دو توسط مواد کتابخانه مغناطیسی غیر خطی همراه با گذردهی و هدایت الکتریکی ارائه می شوند.
نتایجی که اظهار شده
در مجموع 165 ماده در دستههای زیر وجود دارد: فولادهای سیلیکونی، غیر دانهگرا. فولادهای سیلیکونی، دانه گرا. متگلاس، نانو؛ فولادهای کبالت؛ فولادهای نیکل؛ فولادهای ضد زنگ؛ فولادهای کم کربن؛ ریخته گری; هسته آهن پودری؛ هسته پودر آلیاژی (از جمله فریت ها). اینها با ماژول AC/DC و COMSOL Multiphysics نسخه 4.4 تقریباً در دسترس شما هستند.
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید