 |
سلف در یک مدار تقویت کننده
معرفی
این مثال یک مدل المان محدود از یک سلف وارد شده در مدار تقویت کننده الکتریکی را مطالعه می کند.
سیستم های الکترونیکی مدرن بسیار پیچیده هستند و به شدت به طراحی به کمک کامپیوتر در فرآیند توسعه و ساخت بستگی دارند. ابزارهای رایج برای چنین محاسباتی بر اساس فرمت SPICE است که در ابتدا در دانشگاه برکلی توسعه یافته بود ( مراجعه 1)). فرمت SPICE شامل مجموعه ای استاندارد از مدل ها برای توصیف دستگاه های الکتریکی – به ویژه دستگاه های نیمه هادی مانند ترانزیستورها، دیودها و تریستورها است. SPICE همچنین شامل یک قالب متنی ساده و خوانا برای لیست های شبکه مدار و مشخصات پارامترهای مدل است. اگرچه قالب نت لیست اساساً همان چیزی است که از ابتدا وجود داشت، مجموعه مدل ها و پارامترهای مدل به طور مداوم تغییر می کند، با توجه به آخرین دستاوردها در توسعه دستگاه های نیمه هادی، مدل های جدیدی اضافه می شوند. وقتی دستگاه‌ها کوچک می‌شوند، جلوه‌های جدیدی ظاهر می‌شوند که باید به درستی مدل‌سازی شوند. مدل های جدید نتیجه تحقیقات مداوم در مدل سازی دستگاه ها هستند.
هنگامی که یک مهندس در حال طراحی یک قطعه الکترونیکی جدید، مانند یک خازن یا یک سلف است، پارامترهای SPICE برای آن دستگاه مشخص نیست. آنها یا از ابزارهای اجزای محدود مانند COMSOL Multiphysics یا از اندازه گیری های یک نمونه اولیه استخراج می شوند. برای سرعت بخشیدن به فرآیند طراحی، می‌توان مدل المان محدود را در شبیه‌سازی مدار SPICE، محاسبه رفتار دستگاه در یک مدار واقعی، گنجاند.
این برنامه یک مدار تقویت کننده ساده را می گیرد و یکی از اجزای آن را با مدل المان محدود یک سلف با یک هسته مغناطیسی مبادله می کند. COMSOL Multiphysics رفتار گذرا کل سیستم را محاسبه می کند. وارد کردن یک لیست شبکه مدار SPICE، عناصر مدار را به همراه پارامترهای مدل و مکان آنها در مدار وارد می‌کند. همه عناصر را می توان در COMSOL Multiphysics ویرایش کرد و هر جفت گره می تواند به مدل المان محدود متصل شود.
تعریف مدل
مدل سلف از حل رابط میدان های مغناطیسی برای پتانسیل مغناطیسی A استفاده می کند :
که در آن μ 0 نفوذپذیری خلاء، μr نفوذپذیری نسبی و σ هدایت الکتریکی است. توجه داشته باشید که در بعد متقارن محوری دوبعدی هنگام حل پتانسیل برداری خارج از صفحه (مانند این مدل)، رابط میدان های مغناطیسی از فرمول کوواریانت توضیح داده شده در راهنمای کاربر ماژول AC/DC استفاده می کند ، که در آن متغیر وابسته Ψ = r است . به جای . 
از آنجایی که سیم پیچ تعداد چرخش های زیادی دارد، مدل سازی سیم های جداگانه کارآمد نیست و یک فرمول همگن، که در آن جریان های گردابی در هر سیم نادیده گرفته می شود، برای مقطع سیم پیچ استفاده می شود. برای این منظور از ویژگی کویل اختصاصی استفاده می شود.
اتصال به مدار ادویه
مدار الکتریکی یک مدار تقویت کننده استاندارد با یک ترانزیستور دوقطبی، مقاومت بایاس، فیلتر ورودی و فیلتر خروجی است. شکل 1 را ببینید .
شکل 1: نمودار مدار.
ورودی یک سیگنال سینوسی 1 ولت و 10 کیلوهرتز است. لیست زیر لیست شبکه SPICE را برای این مدار نشان می دهد:
* مدار تقویت کننده BJT
.OPTIONS TNOM=27
.TEMP 27
Vin 1 0 sin (0 1 10kHz)
Vcc 4 0 15
Rg 1 2 100
Cin 2 3 10u
R1 4 3 47k
R2 3 0 10k
RE 7 0 1k
Cout 5 6 10u
Rl 6 0 10k
Q1 5 3 7 BJT
MODEL BJT NPN(Is=15f Ise=15f Isc=0 Bf=260 Br=6.1
+ Ikf=.3 Xtb=1.5 Ne=1.3 Nc=2 Rc=1 Rb=10 Eg=1.11
+ Cjc=7.5p Mjc=.35 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=20p Mje=0.4 Vje=0.75
+ Vaf=75 Xtf=3 Xti=3)
.پایان
سپس یک دستگاه مدار اختصاصی در COMSOL Multiphysics اضافه می شود تا مدار را با مدل سلف متصل کند. پارامترهای مدل ترانزیستور با یک دستگاه واقعی مطابقت ندارند، اما با این وجود اعداد به صورت واقعی انتخاب می شوند.
وارد کردن لیست شبکه SPICE به طور کامل از قالب SPICE پشتیبانی نمی کند. به خصوص برای مدل های دستگاه های نیمه هادی، تنها از مجموعه محدودی از پارامترها پشتیبانی می کند. ارائه پارامترهای پشتیبانی نشده منجر به عدم استفاده از آن پارامترها در مدل مدار می شود. به عنوان مثال، ظرفیت زمان انتقال و وابستگی به دما برای مدل ترانزیستور پشتیبانی نمی شود.
نتایج و بحث
اولین نسخه از این برنامه به شما امکان می دهد توزیع چگالی شار مغناطیسی را از یک جریان 1 آمپری از طریق سلف محاسبه کنید، بدون اینکه اتصال مدار در نظر گرفته شود.
شکل 2: توزیع چگالی شار مغناطیسی هنگامی که سیم پیچ توسط یک منبع جریان 1 A هدایت می شود.
بایاس یک تقویت کننده اغلب یک سازش پیچیده است، به خصوص اگر فقط از مقاومت ها استفاده می کنید. افزودن یک سلف به عنوان امپدانس کلکتور، طراحی بایاس را ساده می کند، زیرا ولتاژ لحظه ای روی کلکتور ترانزیستور می تواند بالاتر از ولتاژ تغذیه باشد، که با مقاومت ها امکان پذیر نیست. تقویت کننده هایی که از سلف ها استفاده می کنند می توانند باند کاملاً باریک باشند.
قبل از شروع شبیه سازی گذرا، شرایط اولیه مناسب باید محاسبه شود. برای این کاربرد کافی است ولتاژ تغذیه را با حل کننده پارامتری غیرخطی به 15 ولت افزایش دهید. پس از رمپ، شرایط بایاس DC به درستی محاسبه شده است و می توانید از این راه حل به عنوان شرط اولیه برای شبیه سازی گذرا استفاده کنید.
با استفاده از نمودار متغیرهای سراسری، می توانید به راحتی سیگنال ورودی، سیگنال خروجی و ولتاژ سلف را در همان شکل رسم کنید.
شکل 3: سیگنال ورودی (cir.VIN_v)، سیگنال خروجی (cir.RL_v)، و ولتاژ سلف (cir.X1_v) به عنوان تابعی از زمان.
سیگنال خروجی حدود 1.5 برابر سیگنال ورودی در دامنه است.
ارجاع
1. صفحه اصلی SPICE، http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE .
مسیر کتابخانه برنامه: ACDC_Module/Electromagnetics_and_Circuits/Inductor_in_Circuit
دستورالعمل های مدل سازی
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 Axismetric کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، AC/DC>Electromagnetic Fields>Magnetic Fields (mf) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید . |
6 |  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 . |
دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius عدد 30 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت نوشتار زاویه بخش ، 180 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Rotation Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، -90 را تایپ کنید . |
6 | روی Circle 1 (c1) کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید . |
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 عدد 15 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 30 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -15 را تایپ کنید . |
6 | روی Rectangle 1 (r1) کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید . |
مستطیل 2 (r2)
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 ، 3 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 20 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 7.5 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، -10 را تایپ کنید . |
7 | روی Rectangle 2 (r2) کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید . |
مستطیل 3 (r3)
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 عدد 6 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 22 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن r ، 6 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، -11 را تایپ کنید . |
7 | روی Rectangle 3 (r3) کلیک راست کرده و Build Selected را انتخاب کنید . |
فیله 1 (fil1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Fillet کلیک کنید . |
در مرحله بعد، تمام ده نقطه در داخل هندسه را به صورت زیر انتخاب کنید:
2 | روی دکمه Select Box در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | با استفاده از ماوس، رئوس داخلی را در کادری قرار دهید تا آنها را انتخاب کنید.  |
4 | در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Radius را پیدا کنید . |
5 | در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 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 |
تی | 0[s] | 0 ثانیه | زمان برای محلول ثابت |
ن | 1e3 | 1000 | سیم پیچ می چرخد |
d_کویل | 0.1[mm] | 1E-4 متر | قطر سیم کویل |
سیم پیچ سیگما | 5e7[S/m] | 5E7 S/m | رسانایی سیم |
Vappl | 15 [V] | 15 V | ولتاژ تغذیه |
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، Nonlinear Magnetic>Low Carbon Steel> Low Carbon Steel 1006 را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
فولاد کم کربن 1006 (mat2)
1 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
این باعث می‌شود مدل شما اطلاعات مواد مربوط به فولاد کم کربن را در هسته و هوا در هر جای دیگر داشته باشد. توجه داشته باشید که رفتار سیم پیچ توسط جریان اعمال شده و ولتاژ حاصل تعیین می شود.
میدان های مغناطیسی (MF)
ابتدا به پتانسیل مغناطیسی حل شده یک مقدار اولیه با گرادیان غیر صفر بدهید. این به حل‌کننده غیرخطی کمک می‌کند تا قبل از برداشتن اولین قدم از خطی‌سازی منفرد اجتناب کند.
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Magnetic Fields (mf) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | بردار A را به صورت مشخص کنید |
0 | r |
1[uWb/m^2]*r | فی |
0 | z |
در اینجا، پیشوند u در uWb مخفف میکرو ( μ Wb) است.
بعد، سیم پیچ را تنظیم کنید.
قانون آمپر 2
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Domains کلیک کنید و قانون آمپر را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات قانون آمپر ، بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . |
4 | از لیست مدل مغناطیسی ، منحنی BH را انتخاب کنید . |
5 | بخش Constitutive Relation Jc-E را پیدا کنید . از لیست σ ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 1000 را تایپ کنید . |
معمولاً از یک هسته چند لایه برای کاهش تلفات جریان گردابی استفاده می شود. در اینجا ما یک رسانایی تعریف شده توسط کاربر را برای شبیه سازی چنین اثری تنظیم می کنیم.
کویل 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Coil را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 4 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای کویل ، بخش کویل را پیدا کنید . |
4 | از لیست مدل Conductor ، چند چرخشی همگن را انتخاب کنید . |
5 | بخش هادی چند چرخشی همگن را پیدا کنید . در قسمت متن سیم σ ، sigma_coil را تایپ کنید . |
6 | قسمت Coil را پیدا کنید . در قسمت متنی سیم پیچ I ، 0.1 را تایپ کنید . |
7 | بخش هادی چند چرخشی همگن را پیدا کنید . در قسمت متن N ، N را تایپ کنید . |
8 | از لیست سطح مقطع سیم سیم پیچ ، از قطر سیم گرد را انتخاب کنید . |
9 | در قسمت متنی d wire ، d_coil را تایپ کنید . |
در قسمت متنی سیم پیچ I ، مقدار پیش فرض را به 0.1[A] تغییر دهید .
مش 1
انتظار می‌رود که شیب‌های میدان، و در نتیجه مهم‌ترین چالش‌ها برای همگرایی این مدل، در مجاورت فیله‌ها رخ دهد. با استفاده از وضوح بالای مناطق باریک می توانید دقت را افزایش دهید و به حل کننده کمک کنید.
مثلثی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Triangular کلیک کنید .
Free Triangular کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، کلیک کنید تا بخش پارامترهای اندازه عنصر گسترش یابد . |
3 | در قسمت متن Resolution of narrow regions ، 4 را تایپ کنید . |
4 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی محاسبه کلیک کنید .
روی محاسبه کلیک کنید .نتایج
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf)
نمودار پیش فرض توزیع چگالی شار مغناطیسی حاصل را از جریان اعمال شده 0.1 آمپر نشان می دهد.
جزء 1 (COMP1)
اکنون زمان اضافه کردن مدار است. اگرچه شما در نهایت به دنبال نتایج گذرا هستید، اولین مرحله راه حل از حل کننده ثابت برای افزایش ولتاژ از ژنراتور ولتاژ استفاده می کند. بنابراین شما یک مطالعه ثابت را در Model Wizard انتخاب خواهید کرد. ابتدا با ساخت سیم پیچ مدار محور، برای واردات آماده شوید.
میدان های مغناطیسی (MF)
برای اینکه بتوانید نسخه اول برنامه را به طور کامل دست نخورده نگه دارید، یک Coil Node جدید برای نسخه مداری برنامه ایجاد کنید.
کویل 2
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Magnetic Fields (mf) روی Coil 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای کویل ، بخش کویل را پیدا کنید . |
3 | از لیست تحریک سیم پیچ ، مدار (جریان) را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متنی Coil name ، عدد 1 را تایپ کنید . |
فیزیک را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود . |
2 | به پنجره Add Physics بروید . |
3 | در درخت، AC/DC> Circuit Electrical (Cir) را انتخاب کنید . |
4 | رابط های فیزیک را در زیربخش مطالعه بیابید . در جدول، کادر حل را برای مطالعه 1 پاک کنید . |
5 | روی Add to Component 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود . |
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 . |
مدار الکتریکی (دایره)
منبع ولتاژ VIN (VIN)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Electrical Circuit (cir) کلیک راست کرده و Import SPICE Netlist را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل amplifier.cir دوبار کلیک کنید . |
Netlist SPICE در Circuit Physics وارد شده است. برای جفت شدن تقویت کننده با سلف، یک ویژگی External I vs U باید بین گره های 4 و 5 متصل شود.
3 | در پنجره Model Builder ، روی Electrical Circuit (cir) کلیک کنید . |
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1 | در نوار ابزار Electrical Circuit ،  External I در مقابل U را کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای External I در مقابل U ، بخش Node Connections را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
پ | 4 |
n | 5 |
اکنون با تغییر ولتاژ 15 ولت مورد استفاده در VCC منبع ولتاژ به پارامتری که حل کننده بتواند آن را جارو کند، برای افزایش سرعت ژنراتور ولتاژ آماده شوید.
منبع ولتاژ VCC (VCC)
1 | در پنجره Model Builder ، روی منبع ولتاژ VCC (VCC) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات منبع ولتاژ ، بخش پارامترهای دستگاه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن v src ، Vappl را تایپ کنید . |
مطالعه 1
گره کویل جدید و رابط مدارهای الکتریکی را برای مطالعه 1 غیرفعال کنید . برعکس، به زودی گره اصلی را برای مراحل مطالعه 2 غیرفعال خواهید کرد .
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Stationary کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Stationary ، بخش Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
4 | در درخت، Component 1 (comp1)>Magnetic Fields (mf)>Coil 2 را انتخاب کنید . |
5 | کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
6 | در درخت، Component 1 (comp1)>Electrical Circuit (cir) را انتخاب کنید . |
7 | کلیک راست کرده و Disable in Model را انتخاب کنید . |
مطالعه جدید در حال حاضر شامل یک گره برای راه حل ثابت اولیه است.
مطالعه 2
وابسته به زمان
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Study Steps کلیک کنید و Time Dependent> Time Dependent را انتخاب کنید . |
برای به دست آوردن نتایج دقیق، باید تلورانس ها را سخت تر کنید.
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن زمان خروجی ، range(0,5e-6,5e-4) را تایپ کنید . |
4 | از لیست Tolerance ، User controlled را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 1e-4 را تایپ کنید . |
برای مراحل این مطالعه، گره کویل اصلی را غیرفعال کنید .
6 | قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
7 | در درخت، Component 1 (comp1)>Magnetic Fields (mf)>Coil 1 را انتخاب کنید . |
8 | کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
مرحله 1: ثابت
1 | در پنجره Model Builder ، روی Step 1: Stationary 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 |
Vappl (ولتاژ تغذیه) | محدوده (1،15) | V |
استفاده از ادامه به جای یک جاروی پارامتری به شما امکان می دهد با یک راه حل پارامتری شروع کنید و سپس از نتیجه برای پارامتر نهایی به عنوان مقدار اولیه برای حلگر وابسته به زمان استفاده کنید. در مقابل، افزودن یک جارو پارامتریک به معنای انجام یک راه حل گذرا برای هر مقدار پارامتر است.
6 | قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
7 | در درخت، Component 1 (comp1)>Magnetic Fields (mf)>Coil 1 را انتخاب کنید . |
8 | کلیک راست کرده و Disable را انتخاب 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 ، سپس روی Stationary Solver 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای حل ثابت ، بخش عمومی را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 1e-6 را تایپ کنید . |
این مدل به دلیل غیرخطی بودن مغناطیسی قوی در ماده هسته به تلورانس کمی در حل کننده ثابت نسبت به حالت پیش فرض نیاز دارد. تحمل نسبی 1 × 10 – 6 یک نتیجه همگرای بسیار خوب به دست می دهد که برای حفظ ثبات در مرحله نهایی حلگر وابسته به زمان مهم است.
5 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 2>Solver Configurations>Solution 2 (sol2) روی Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، برای گسترش بخش تحمل مطلق کلیک کنید . |
7 | از لیست روش تحمل ، دستی را انتخاب کنید . |
8 | در قسمت متنی Absolute tolerance ، 1e-6 را تایپ کنید . |
مدار الکتریکی (دایره)
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Electrical Circuit (cir) روی External I در مقابل U 1 (IvsU1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای External I در مقابل U ، بخش External Device را پیدا کنید . |
3 | از لیست V ، ولتاژ سیم پیچ (mf) را انتخاب کنید . |
مطالعه 2
در نوار ابزار مطالعه ، روی محاسبه کلیک کنید .
روی محاسبه کلیک کنید .نتایج
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) 1
نمودار پیش فرض جدید توزیع چگالی شار را در t = 5 × 10 – 4 ثانیه نشان می دهد.
دستورالعمل های زیر را دنبال کنید تا سیگنال های ورودی و خروجی و همچنین ولتاژ سلف در مقابل زمان را ترسیم کنید.
گروه طرح 1 بعدی 5
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست مجموعه داده ، مطالعه 2/راه حل 2 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب زمان ، از لیست را انتخاب کنید . |
5 | در لیست زمان ، روی Shift کلیک کنید تا همه زمان‌های بین 4e-4 و 5e-4 انتخاب شوند . |
6 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
7 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Time (s) را تایپ کنید . |
8 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مربوطه، Voltage (V) را تایپ کنید . |
جهانی 1
1 | روی 1D Plot Group 5 کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
cir.VIN_v | V | ولتاژ VIN دستگاه |
cir.IvsU1_v | V | ولتاژ دستگاه IvsU1 |
cir.RL_v | V | ولتاژ دستگاه RL |
4 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
5 | از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید . |
ولتاژها
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی 1D Plot Group 5 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Voltages را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
نمودار اکنون باید مانند شکل 3 باشد .
جلسه مدل سازی را با ذخیره یک تصویر کوچک مدل نماینده به پایان برسانید.
ریشه
1 | در پنجره Model Builder ، روی گره ریشه کلیک کنید. |
2 | در پنجره تنظیمات گره ریشه ، بخش Presentation را پیدا کنید . |
3 | زیربخش Thumbnail را پیدا کنید . روی Set from Graphics Window کلیک کنید . |
