 |
موتور خطی به صورت دو بعدی
معرفی
این مثال نحوه ساخت و تجزیه و تحلیل مدلی از یک موتور خطی را نشان می دهد، دستگاهی که نیرویی را برای ایجاد حرکت انتقالی اعمال می کند. ویژگی های معمول موتورهای خطی دقت بالا و شتاب سریع است. آنها در طیف گسترده ای از کاربردها از محرک های کوچک گرفته تا پیشرانه سیستم های حمل و نقل مانند قطارهای Maglev استفاده می شوند. در اینجا ما یک توپولوژی مسطح و شیاردار با تحریک سه فازی در قسمت ثابت را در نظر می گیریم که اغلب به آن نیرو می گویند . قسمت دیگر، که اغلب به نام مسیر نامیده می شود، قسمت متحرک حاوی آهنرباهای دائمی است که طراحی بدون برس و همزمان را ایجاد می کند. یک نمایش سه بعدی از موتور خطی در شکل 1 نشان داده شده است .
شکل 1: نمایش سه بعدی قطعات مغناطیسی موتور خطی که شبیه سازی می شود.
یک برش عمودی در امتداد محور حرکت، مقطعی را ایجاد می‌کند که در آن جریان‌ها عمود بر صفحه هستند و در آن شیب‌های میدان مغناطیسی اصلی در صفحه تغییر می‌کنند، که مطابق با فرمول‌بندی میدان مغناطیسی دو بعدی است.
شکل 2: هندسه دوبعدی موتور خطی با مواد فولادی مغناطیسی به رنگ خاکستری، سیم پیچ به رنگ نارنجی و آهنرباهای دائمی به رنگ سفید.
در اصل، سطح مقطع یک ماشین خطی بسیار شبیه به نمایش دو بعدی یک ماشین شار محوری است. یک سطح دایره‌ای موازی با محور چرخش (و در راستای جهت شار مغناطیسی)، گرادیان‌های میدان مغناطیسی را در صفحه می‌گیرد و جریان‌های عمودی دارد. این مثال مدل سازی موتور خطی به عنوان یک نمایش دو بعدی از یک ماشین شار محوری دو برابر می شود.
شکل 3: سطح دایره ای آبی رنگ می تواند سطح مقطع یک موتور شار محوری را به صورت دو بعدی نشان دهد.
برای مدل ترکیبی یک موتور شار خطی و محوری، توپولوژی شکاف کسری را در نظر بگیرید. این بدان معناست که تعداد شکاف ها تقسیم بر تعداد فازها و تعداد قطب ها کمتر از یک است و سیم پیچ ها در اطراف بیش از یک دندان قرار نمی گیرند. از نظر یک موتور خطی، هندسه یک بخش تناوبی از ماشین را نشان می دهد. از نظر یک موتور شار محوری، هندسه می تواند کل مقطع دایره ای را نشان دهد.
برای سادگی، تعداد کم اما معقول از 12 شکاف و 10 قطب را در یک هندسه تناوبی و متقارن در نظر بگیرید که تقریباً 150 میلی متر در جهت حرکت خطی را شامل می شود. برای یک موتور شار محوری، سطح مدلسازی شده ترجیحاً به صورت شعاعی در ناحیه مغناطیسی متمرکز می‌شود، که در این مورد قطر سطحی تقریباً 50 میلی‌متر را نشان می‌دهد.
شبیه سازی شامل دو مطالعه است که در آن اولی زاویه جریان بهینه را تعیین می کند و دومی حرکت خطی را در زمان شبیه سازی می کند. تنش برشی شکاف هوا، نیرو و گشتاور کل، تعادل انرژی و هارمونیک ها پس از پردازش و تجزیه و تحلیل می شوند.
مدل سازی در COMSOL Multiphysics
به منظور محاسبه مناسب تعامل بین اجزای ثابت و متحرک، هندسه به دو جسم به نام مجموعه در COMSOL Multiphysics تقسیم می‌شود. در این مثال، شکاف در امتداد یک خط افقی در مرکز وسط شکاف هوا ایجاد می شود. رابط Moving Mesh به شما امکان می دهد حرکت قسمت متحرک را تعریف کنید.
قطعات در مرزهای مجاور خود در وسط شکاف هوا توسط ویژگی Periodic Pair جفت می شوند. ویژگی جفت تناوبی یک تبدیل میدانی را انجام می دهد که از مرزها عبور می کند و سرعت آنی را محاسبه می کند. در جایی که مرزها مجاور یکدیگر نیستند، جفت تناوبی با فرض هندسه متقارن، میدان را با هم ترسیم می کند. برای مرزهای عمودی خارجی در هر طرف، یک ویژگی وضعیت تناوبی برای هر دو قسمت ثابت و متحرک اعمال می شود.
شکل 4: فلش هایی که چگالی و جهت شار مغناطیسی را در مرز در وسط شکاف هوا نشان می دهند. میدان بیرون زده از قسمت متحرک (فلش های قرمز) روی قسمت ثابت (فلش های آبی) نگاشت می شود.
در شکاف هوا، یک دامنه نازک به منظور محاسبه دقیق نیروی خطی تولید شده اضافه می شود. یک انتگرال از چگالی نیروی مغناطیسی در جهت حرکت بر روی این حوزه، روشی قوی برای محاسبه نیروی برشی وارد بر قطعات فراهم می کند.
زاویه جریان بهینه توسط یک شبیه سازی ثابت تعیین می شود که قسمت متحرک را در موقعیت اولیه نگه می دارد، در حالی که بردار جریان را در یک دوره الکتریکی جارو می کند. سپس ثابت زاویه جریان اولیه با زاویه ای مطابق با حداکثر نیرو به روز می شود. حرکت قسمت متحرک به گونه ای تعریف می شود که همزمان و در همان جهت میدان مغناطیسی سیم پیچ حرکت می کند.
در این مثال، حرکت به عنوان یک سرعت ثابت تجویز می شود. همچنین می توان معادلات حاکم بر یک حرکت دینامیکی را اضافه کرد – نتیجه نیروها، اصطکاک و جرم اینرسی.
نتایج و بحث
شکل 5 نموداری از چگالی شار مغناطیسی را نشان می دهد، که تصوری از توزیع میدان در یک لحظه معین ارائه می دهد.
شکل 5: توزیع چگالی شار مغناطیسی در پایان اولین دوره الکتریکی (مناطق تاریک تر در هر طرف جابجایی های پس از پردازش نتیجه مدل شده هستند).
شکل 6 نیروی خطی را به عنوان تابعی از زمان برای یک دوره الکتریکی نشان می دهد. نیروی خطی به طور متوسط 56 نیوتن است و دوازدهمین هارمونیک فرکانس الکتریکی را به عنوان برجسته ترین پیک دارد.
شکل 6: نیروی خطی به عنوان تابعی از زمان برای یک دوره الکتریکی.
تبدیل فوریه سیگنال نیروی خطی نشان می دهد که هارمونیک دوازدهم تقریباً هشت برابر بزرگتر از هارمونیک ششم است، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است .
شکل 7: محتوای هارمونیک نیروی خطی با فرکانس الکتریکی به عنوان پایه.
نتایج کلی در یک گروه ارزیابی ارزیابی می شوند که امکان ارائه جدول بندی مقادیر واحدهای مختلف را فراهم می کند.
تعداد | ارزش |
تنش برشی شکاف هوا (Pa) | 17990 |
نیروی خطی (N) | 56.5 |
گشتاور (موتور شار محوری) (N·m) | 1.4 |
توان حرکت خطی (W) | 28.3 |
قدرت حرکت چرخشی (W) | 28.3 |
برق ورودی (W) | 38.0 |
تلفات مقاومتی سیم پیچ (W) | 9.7 |
تلفات ناشی از آهنربا (W) | 0.05 |
مسیر کتابخانه برنامه: ACDC_Module/Devices,_Motors_and_Generators/linear_motor_2d
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard روی  2D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، AC/DC>Electromagnetic Fields>Magnetic Fields (mf) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی Done کلیک کنید . |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترها – اصلی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، در قسمت نوشتار Label گزینه Parameters – main را تایپ کنید . |
3 | قسمت Parameters را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
Np | 10 | 10 | تعداد قطب در قسمت متحرک / روتور |
Ns | 12 | 12 | تعداد اسلات استاتور |
v_lin | 0.5 [m/s] | 0.5 متر بر ثانیه | سرعت حرکت خطی |
I_ph | 2.5 [A] | 2.5 A | جریان فاز rms |
Nturn | 120 | 120 | تعداد چرخش در هر سیم پیچ |
r_inc | 25[mm] | 0.025 متر | برش / شعاع صفحه محاسباتی (موتور شار محوری) |
s_rot | v_lin/(2*pi*r_inc) | 3.1831 1/s | سرعت چرخش (موتور شار محوری) |
f_el | s_rot*Np/2 | 15.915 1/s | فرکانس الکتریکی |
the_el_heat | 0 [درجه] | 0 راد | زاویه جریان اولیه (حداکثر نیرو/گشتاور) |
L_like | 20[mm] | 0.02 متر | طول به سطح صفحه / شعاعی مواد مغناطیسی |
تی | 0[s] | 0 ثانیه | نام مستعار متغیر زمان |
پارامترها – هندسه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  پارامترها کلیک کنید و Add>Parameters را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، پارامترها – geometry را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Parameters را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
arc_inc | r_inc*2*p[rad] | 0.15708 متر | طول قوس صفحه برش |
th_on | 5[mm] | 0.005 متر | ضخامت هوای بیرون |
th_rbyoke | 5[mm] | 0.005 متر | ضخامت یوغ پشتی روتور |
th_mag | 3[mm] | 0.003 متر | ضخامت آهنربا |
th_airgap | 1[mm] | 0.001 متر | ضخامت شکاف هوا |
th_stooth | 19[mm] | 0.019 متر | ضخامت دندان استاتور |
th_کویل | 18[mm] | 0.018 متر | ضخامت کویل |
th_sbyoke | 5[mm] | 0.005 متر | ضخامت یوغ پشتی استاتور |
the_mag | 2*pi[rad]/Np*0.8 | 0.50265 راد | زاویه گام آهنربایی |
arc_mag | r_inc*the_mag | 0.012566 متر | طول قوس آهنربایی |
arc_pp | arc_inc/Np | 0.015708 متر | طول قوس گام قطب |
w_slot | 7.5[mm] | 0.0075 متر | عرض شکاف |
the_slot | 2*asin(w_slot/2/r_inc) | 0.30114 راد | زاویه شیار |
arc_slot | r_inc*the_slot | 0.0075284 متر | طول قوس اسلات |
قوس_پایه | arc_inc/Ns-arc_slot | 0.0055616 متر | طول قوس دندانی استاتور |
یک سیم | th_coil*w_slot/2/Nturn*0.55 | 3.0938E-7 متر مربع | سطح مقطع سیم شامل ضریب پر شدن شکاف 0.55 |
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Global Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
iA | I_ph*cos(2*pi*f_el*t+angle_el_init) | آ | یک جریان فاز |
iB | I_ph*cos(2*pi*f_el*t+ang_el_init-2*pi/3) | آ | جریان فاز B |
مدار مجتمع | I_ph*cos(2*pi*f_el*t+ang_el_init-4*pi/3) | آ | جریان فاز C |
ساختار هندسی به این دلیل رنگی می شود که نمایشی از یک موتور شار محوری سه بعدی است. این بدان معنی است که عرض و ارتفاع یک مستطیل به ترتیب به عنوان “طول قوس” و “ضخامت” در نظر گرفته می شود.
هندسه 1
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، arc_mag را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_mag را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، (arc_pp-arc_mag)/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، -th_mag را تایپ کنید . |
حرکت 1 (mov1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Move را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی r1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای حرکت ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن x ، arc_pp را تایپ کنید . |
5 | قسمت Input را پیدا کنید . چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
آهنربا بالا
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، Magnets up را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط شی r1 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن x اندازه ، Np/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_pp*2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
آهنربا پایین
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، Magnets را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط شی mov1 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن x اندازه ، Np/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_pp*2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
همه آهنرباها
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، All magnets را در قسمت نوشتاری Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، Magnets up و Magnets down را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
یوغ عقب روتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مستطیل ، Rotor back yoke را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_rbyoke را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، -th_rbyoke-th_mag را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
هوای روتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، Rotor air را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_mag+th_rbyoke+th_air+th_airgap/2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، -th_mag-th_rbyoke-th_air را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
دامنه کالک گشتاور Aux
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مستطیل ، Aux torque calc domain را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_airgap/4 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، th_airgap/4 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
انتخاب روتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، انتخاب Rotor را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Object را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، Magnets up ، Magnets down ، Rotor back yoke ، Rotor air و Aux torque calc domain را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
روتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Union ، Rotor را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش Union را پیدا کنید . از لیست اشیاء ورودی ، انتخاب روتور را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
دندان استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، در قسمت Label text، دندان Stator را تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_stooth را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_stooth را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_slot/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، th_airgap را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
دندان استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، دندان‌های استاتور را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط شی r5 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن x اندازه ، Ns را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_stooth+arc_slot را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
یوغ پشت استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مستطیل ، در قسمت نوشتار برچسب ، Stator back yoke را تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_sbyoke را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، th_airgap+th_stooth را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
انتخاب یوغ استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، انتخاب استاتور yoke را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Object را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، دندانه‌های استاتور و استاتور برگشتی را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
یوغ استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Union ، Stator yoke را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش Union را پیدا کنید . از فهرست اشیاء ورودی ، انتخاب یوغ استاتور را انتخاب کنید . |
4 | کادر تیک Keep interior borders را پاک کنید . |
پایه کویل
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، Coil leg را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_slot/2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_coil را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، th_airgap+th_stooth-th_coil را تایپ کنید . |
پایه های کویل سمت چپ
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، Coil legs سمت چپ در قسمت نوشتار Label را تایپ کنید . |
3 | فقط شی r7 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متن x اندازه ، Ns را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_stooth+arc_slot را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
پایه های کویل سمت راست
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Move را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حرکت ، Coil legs را درست در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input را پیدا کنید . از فهرست اشیاء ورودی ، پاهای سیم پیچ سمت چپ را انتخاب کنید . |
4 | چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، arc_slot/2+arc_stooth را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
دامنه های کویل
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، دامنه‌های کویل را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Object را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست «انتخاب‌ها برای افزودن» ، « پایه‌های سیم پیچ چپ » و « پایه‌های سیم پیچ » به سمت راست را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، قسمت انتخاب نتیجه را پیدا کنید . |
8 | از فهرست نمایش در فیزیک ، انتخاب دامنه را انتخاب کنید . |
هوای استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مستطیل ، در قسمت نوشتار برچسب، Stator air را تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، th_airgap/2+th_stooth+th_sbyoke+th_air را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، th_airgap/2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش در فیزیک ، خاموش را انتخاب کنید . |
انتخاب استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، انتخاب Stator را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Object را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، انتخاب یوغ استاتور ، پایه‌های سیم پیچ سمت چپ ، پایه‌های سیم پیچ سمت راست ، و هوای استاتور را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
استاتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Union ، Stator را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش Union را پیدا کنید . از فهرست اشیاء ورودی ، انتخاب استاتور را انتخاب کنید . |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، بخش Form Union/Assembly را پیدا کنید . |
3 | از لیست Action ، Form an assembly را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
هندسه 1
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Geometry 1 را جمع کنید .
تعاریف
دامنه های فولادی مغناطیسی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Union کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اتحادیه ، دامنه‌های فولاد مغناطیسی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . در قسمت Selections to add ، روی  Add کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، Rotor back yoke و Stator yoke selection را انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
ادغام Airgap
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
در مرحله بعد، یک ادغام ایجاد می کنیم که بر روی دامنه نازک شکاف هوا کار می کند، که به محاسبات دقیق نیرو و گشتاور کمک می کند.
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، Airgap integration را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست Selection ، Aux torque calc domain را انتخاب کنید . |
متغیرها 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
F_phi | mf.Bx*mf.By/mu0_const | پا | چگالی تنش برشی |
گشتاور | intop1(F_phi*r_inc)/(th_airgap/4)*L_mag | جی | گشتاور (موتور شار محوری) |
زور | intop1(F_phi)/(th_airgap/4)*L_mag | ن | نیروی خطی (موتور خطی) |
گشتاور
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Global Variable Probe را انتخاب کنید . |
دو پروب برای محاسبه نیرو و گشتاور در حین حل اضافه می شود.
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، Torque را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، Torque را تایپ کنید . |
4 | کلیک کنید تا قسمت Table and Window Settings گسترش یابد . |
نیروی برشی
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Probes کلیک کنید و Global Variable Probe را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پروب متغیر جهانی ، نیروی برشی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت متن Expression ، Force را تایپ کنید . |
4 | قسمت Table and Window Settings را پیدا کنید .  روی Add Plot Window کلیک کنید . |
تعاریف
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را جمع کنید .
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، AC/DC> Soft Iron (Without Losses) را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در درخت، AC/DC>Hard Magnetic Materials>Sintered NdFeB Grades (استاندارد چینی )>N40M (Sintered NdFeB) را انتخاب کنید . |
8 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
9 | در درخت، AC/DC>Copper را انتخاب کنید . |
10 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
11 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
آهن نرم (بدون تلفات) (mat2)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی Soft Iron (Without Losses) (mat2) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دامنه های فولاد مغناطیسی را انتخاب کنید . |
N40M (NdFeB متخلخل) (mat3)
1 | در پنجره Model Builder ، روی N40M (Sintered NdFeB) (mat3) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه آهنرباها را انتخاب کنید . |
مس (mat4)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Copper (mat4) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دامنه های سیم پیچ را انتخاب کنید . |
جزء 1 (COMP1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Component 1 (comp1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Component ، در نوار ابزار پنجره Graphics  ، در کنار  Colors کلیک کنید ، سپس Show Material Color and Texture را انتخاب کنید . |
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
قطعه متحرک / روتور
1 | در نوار ابزار Definitions ، روی  Moving Mesh کلیک کنید و Domains> Prescribed Deformation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل تجویز شده ، قسمت Moving part/ rotor را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، انتخاب روتور را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Prescribed Deformation را پیدا کنید . بردار dx را به صورت مشخص کنید |
v_lin*t | ایکس |
0 | Y |
5 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Moving Mesh را جمع کنید . |
مواد
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Materials را جمع کنید .
میدان های مغناطیسی (MF)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی قسمت Magnetic Fields (mf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میدان های مغناطیسی ، قسمت ضخامت را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن d ، L_mag را تایپ کنید . |
در این مدل، تنظیم ضخامت خارج از صفحه بر مقاومت و ولتاژ در ویژگی های سیم پیچ تأثیر می گذارد.
4 | برای گسترش بخش Discretization کلیک کنید . از لیست پتانسیل برداری مغناطیسی ، خطی را انتخاب کنید . |
جفت دوره ای 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Pairs کلیک کنید و Periodic Pair را انتخاب کنید . |
در مرحله بعد ویژگی Periodic Pair را اضافه می کنیم و آن را به گونه ای پیکربندی می کنیم که بر روی جفت مرز هویت که در مرحله آخر به ترتیب هندسه ایجاد شده است عمل کند .
2 | در پنجره تنظیمات برای جفت دوره ای ، قسمت انتخاب جفت را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Pairs ، روی  افزودن کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای افزودن ، Identity Boundary Pair 1 (ap1) را در لیست Pairs انتخاب کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
وضعیت تناوبی – استاتور
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Periodic Condition را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای وضعیت تناوبی ، در قسمت نوشتار برچسب ، عبارت Periodic Condition – stator را تایپ کنید . |
3 | فقط مرزهای 64، 66، 68، 70 و 190–193 را انتخاب کنید. |
وضعیت دوره ای – قطعه متحرک / روتور
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Periodic Condition را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای وضعیت تناوبی ، وضعیت تناوبی – قسمت متحرک/ روتور را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط مرزهای 1، 3، 5، 7 و 60-63 را انتخاب کنید. |
4 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
فولاد مغناطیسی
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Domains کلیک کنید و قانون آمپر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قانون آمپر ، Magnetic steel را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، دامنه های فولاد مغناطیسی را انتخاب کنید . |
4 | بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . از لیست مدل مغناطیسی ، منحنی BH را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Material Type را پیدا کنید . از لیست نوع مواد ، جامد را انتخاب کنید . |
یک سیم پیچ فاز
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Coil را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سیم پیچ ، سیم پیچ فاز A را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 16، 19، 28-31، 40 و 41 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت Coil را پیدا کنید . از لیست مدل Conductor ، چند چرخشی همگن را انتخاب کنید . |
5 | تیک Coil group را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متنی سیم پیچ I ، iA را تایپ کنید . |
7 | بخش هادی چند چرخشی همگن را پیدا کنید . در قسمت متن N ، Nturn را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن a wire ، A_wire را تایپ کنید . |
جهت جریان معکوس 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Attributes کلیک کنید و Reversed Current Direction را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه های 19، 29، 30 و 40 را انتخاب کنید. |
سیم پیچ فاز B
1 | در پنجره Model Builder ، روی یک سیم پیچی فاز راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سیم پیچ ، سیم پیچ فاز B را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .  |
4 | فقط دامنه های 20–23 و 32–35 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت Coil را پیدا کنید . در قسمت متن سیم پیچ I ، iB را تایپ کنید . |
جهت جریان معکوس 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره سیم پیچ فاز B را گسترش دهید ، سپس روی Reversed Current Direction 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهت جریان معکوس ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه های 21، 22، 32 و 35 را انتخاب کنید. |
سیم پیچ فاز C
1 | در پنجره Model Builder ، روی سیم پیچ فاز B کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سیم پیچ ، سیم پیچ فاز C را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . روی Clear Selection کلیک کنید .  |
4 | فقط دامنه های 24-27 و 36-39 را انتخاب کنید. |
5 | قسمت Coil را پیدا کنید . در قسمت متنی سیم پیچ I ، iC را تایپ کنید . |
جهت جریان معکوس 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره سیم پیچ فاز C را گسترش دهید ، سپس روی Reversed Current Direction 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهت جریان معکوس ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط دامنه های 24، 27، 37 و 38 را انتخاب کنید. |
به منظور اطمینان از عبور جریان خالص صفر از آهن ربا، ویژگی های Magnet اضافه شده است.
آهنربا 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Magnet را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مگنت ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه آهنرباها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Magnet را پیدا کنید . از لیست نوع الگو ، الگوی خطی (یا بر اساس شاخص دامنه ) را انتخاب کنید . |
5 | از لیست نوع تناوب ، گزینه Alternating را انتخاب کنید . |
شمال 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی North 1 کلیک کنید . |
2 | فقط مرز 12 را انتخاب کنید. |
جنوبی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی South 1 کلیک کنید . |
2 | فقط مرز 11 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره Model Builder ، گره مغناطیسی (mf) را جمع کنید . |
مش پیش فرض کمی اصلاح شده است تا به درستی هارمونیک های نیروی ظاهر شده در شکاف هوا را حل کند.
مش 1
اندازه
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 راست کلیک کرده و Edit Physics-Induced Sequence را انتخاب کنید .
اندازه 1 – مرزهای دوره ای
1 | در پنجره Model Builder ، روی Edge 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، اندازه 1 – مرزهای دوره ای را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 2[mm] را تایپ کنید . |
سایز 1 – فولاد مغناطیسی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | اندازه 1 را در زیر کپی 2 بکشید و رها کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، اندازه 1 – magnetic steel را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
4 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
5 | از لیست انتخاب ، دامنه های فولاد مغناطیسی را انتخاب کنید . |
6 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
7 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
8 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 2[mm] را تایپ کنید . |
سایز 2 – airgap
1 | روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، اندازه 2 – airgap را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه 15 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.5[mm] را تایپ کنید . |
8 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مش 1
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Mesh 1 را جمع کنید .
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 1 – جاروب زاویه فعلی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 1 – Current angle sweep را در قسمت Label text تایپ کنید. |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 – جابجایی زاویه فعلی ، روی مرحله 1: ثابت کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . |
3 | کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
4 |  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
ang_el_init (زاویه جریان اولیه (حداکثر نیرو/گشتاور)) | محدوده (0,10,360) | درجه |
مطالعه 1 – جاروب زاویه فعلی
1 | در پنجره Model Builder گره Study 1 – Current angle Sweep Node را جمع کنید . |
2 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf)
در حین حل، روی تب Probe Plot 1 در پنجره گرافیک کلیک کنید. به مقدار ang_el_init که حداکثر نیرو را می دهد توجه کنید و مقدار پارامتر را به روز کنید.
تعاریف جهانی
پارامترها – اصلی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters – main کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
the_el_heat | 90 [درجه] | 1.5708 راد | زاویه جریان اولیه (حداکثر نیرو/گشتاور) |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2 – گذرا
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 2 – Transient را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
وابسته به زمان
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study Steps کلیک کنید و Time Dependent> Time Dependent را انتخاب کنید . |
برای شبیه‌سازی گذرا، تنظیمات حل‌کننده پیش‌فرض را تغییر می‌دهیم تا هارمونیک‌هایی را که می‌خواهیم بررسی کنیم، به درستی حل کنیم. در مراحل بعدی به حل کننده اطلاع خواهیم داد که در هر دوره الکتریکی به 144 گام زمانی نیاز داریم که مربوط به 12 مرحله برای هارمونیک دوازدهم فرکانس الکتریکی است.
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن زمان خروجی ، range(0,1/f_el/144,1/f_el) را تایپ کنید . |
راه حل 2 (sol2)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 2 (sol2) را گسترش دهید . |
3 | در پنجره Model Builder ، گره Study 2 – Transient>Solver Configurations>Solution 2 (sol2)>Time-Dependent Solver 1 را گسترش دهید ، سپس روی Fully Coupled 1 کلیک کنید . |
4 | در پنجره Settings for Fully Coupled ، برای گسترش بخش Method and Termination کلیک کنید . |
5 | از لیست به‌روزرسانی Jacobian ، روی هر تکرار را انتخاب کنید . |
مطالعه 2 – گذرا
1 | در پنجره Model Builder گره Study 2 – Transient را جمع کنید . |
2 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) 1
در قسمت زیر دو تکرار از نمودار سطح می‌سازیم و آنها را به هر طرف جابه‌جا می‌کنیم تا شکل چگالی شار مغناطیسی را در قسمت نتایج بازتولید کنیم.
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، گره هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) 1 را گسترش دهید . |
2 | روی Results>Magnetic Flux Density Norm (mf) 1>Surface 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
4 | از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
6 | در کادر محاوره ای Color Table ، Rainbow>PrismDark را در درخت انتخاب کنید. |
7 | روی OK کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
9 | تیک Color legend را پاک کنید . |
ترجمه 1
1 | روی Surface 2 کلیک راست کرده و Translation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات ترجمه ، بخش ترجمه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x ، -arc_inc را تایپ کنید . |
سطح 3
در پنجره Model Builder ، در Results>Magnetic Flux Density Norm (mf) 1 روی Surface 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
ترجمه 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Surface 3 را گسترش دهید ، سپس روی Translation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات ترجمه ، بخش ترجمه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x ، arc_inc را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Magnetic Flux Density Norm (mf) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) 1
در مرحله بعد یک گروه ارزیابی ایجاد خواهیم کرد تا نتایج خود را جمع آوری کنیم.
خلاصه نتایج
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  Evaluation Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه ارزیابی ، خلاصه نتایج را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 2 – گذرا/راه حل 2 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Transformation را پیدا کنید . تیک Transpose را انتخاب کنید . |
میانگین سطح – فاصله هوایی
1 | بر روی Results summary کلیک راست کرده و میانگین > میانگین سطح را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین سطح ، میانگین سطح – airgap را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Selection را پیدا کنید . از لیست Selection ، Aux torque calc domain را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
F_phi | پا | تنش برشی شکاف هوا |
F_phi*arc_inc*L_mag | ن | نیروی خطی |
F_phi*arc_inc*L_mag*r_inc | N*m | گشتاور (موتور شار محوری) |
F_phi*arc_inc*L_mag*v_lin | دبلیو | قدرت حرکت خطی |
F_phi*arc_inc*L_mag*r_inc*s_rot*2*pi[rad] | دبلیو | قدرت حرکت چرخشی |
5 | بخش عملیات سری داده را پیدا کنید . از لیست Transformation ، میانگین را انتخاب کنید . |
ارزیابی جهانی – سیم پیچ
1 | در پنجره Model Builder ، روی Results summary کلیک راست کرده و Global Evaluation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، در قسمت نوشتار برچسب، Global Evaluation – windings را تایپ کنید . |
از آنجایی که همه ویژگی‌های سیم‌پیچ فقط بر اساس افست فاز متفاوت هستند، می‌توانیم به سادگی نتیجه یک سیم پیچ را در ضریب سه در هنگام محاسبه مقادیر متوسط ضرب کنیم.
3 | قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
mf.PCoil_1*3 | دبلیو | برق ورودی |
mf.ICoil_1^2*mf.RCoil_1*3 | دبلیو | از دست دادن مقاومتی سیم پیچ |
4 | بخش عملیات سری داده را پیدا کنید . از لیست Transformation ، میانگین را انتخاب کنید . |
Surface Integration – magnets
1 | Right-click Results summary and choose Integration>Surface Integration. |
2 | In the Settings window for Surface Integration, type Surface Integration – magnets in the Label text field. |
3 | Locate the Selection section. From the Selection list, choose All magnets. |
4 | Click Replace Expression in the upper-right corner of the Expressions section. From the menu, choose Component 1 (comp1)>Magnetic Fields>Heating and losses>mf.Qrh – Volumetric loss density, electric – W/m³. |
5 | Locate the Expressions section. In the table, enter the following settings: |
EXPRESSION | UNIT | DESCRIPTION |
mf.Qrh*L_mag | W | Magnets induced loss |
6 | Locate the Data Series Operation section. From the Transformation list, choose Average. |
7 | In the Results summary toolbar, click  Evaluate. |
Linear force
1 | In the Home toolbar, click  Add Plot Group and choose 1D Plot Group. |
2 | In the Settings window for 1D Plot Group, type Linear force in the Label text field. |
3 | Locate the Data section. From the Dataset list, choose Study 2 – Transient/Solution 2 (sol2). |
Global 1
1 | Right-click Linear force and choose Global. |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Definitions>Variables>Force – Linear Force ( موتور خطی) – N را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار نیروی خطی ، روی  Plot کلیک کنید . |
هارمونیک های گشتاور
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، هارمونیک های گشتاور را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، None را انتخاب کنید . |
نمودار جدول 1
1 | روی هارمونیک های گشتاور کلیک راست کرده و جدول نمودار را انتخاب کنید . |
هنگام انجام تبدیل فوریه، محور x را مقیاس بندی می کنیم تا نتایج را به عنوان هارمونیک فرکانس الکتریکی بدست آوریم.
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست داده های محور x ، زمان (s) را انتخاب کنید . |
4 | از فهرست ستون‌های Plot ، Manual را انتخاب کنید . |
5 | در لیست ستون ها ، گشتاور ( موتور شار محوری) (J) را انتخاب کنید . |
6 | از لیست Transformation ، تبدیل فوریه گسسته را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست نمایش ، طیف فرکانس را انتخاب کنید . |
8 | برای گسترش بخش Preprocessing کلیک کنید . زیربخش ستون محور x را پیدا کنید . از لیست Preprocessing ، خطی را انتخاب کنید . |
9 | در قسمت متن Scaling ، f_el را تایپ کنید . |
10 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dashed را انتخاب کنید . |
11 | زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، مربع را انتخاب کنید . |
12 | در نوار ابزار هارمونیک گشتاور ، روی  Plot کلیک کنید . |
هارمونیک های گشتاور
1 | در پنجره Model Builder ، روی هارمونیک های گشتاور کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، بخش Axis را پیدا کنید . |
3 | تیک گزینه Manual axis limits را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x حداقل ، -1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت حداکثر متن x ، 25 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت حداقل y متن، -1 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت حداکثر متن y ، 8 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Grid را پیدا کنید . کادر فاصله دستی را انتخاب کنید . |
9 | در نوار ابزار هارمونیک گشتاور ، روی  Plot کلیک کنید . |
