Lab_1.doc

Zadanie domowe – wykonać model przedstawiony w pliku „Wstępniak do FEMM”

1.         Przebieg ćwiczenia

Analiza elektromagnesu

Model cewki wykonany w ramach pracy domowej należy uzupełnić o rdzeń i zworę zgodnie z Rys.6. W trakcie ćwiczenia zostaną zrealizowane następujące punkty:

·         Wyznaczenie indukcyjności cewki,

·         Wyznaczenie sił działających na poszczególne elementy modelu różnymi metodami

Zwora

Rdzeń

Rys.6 Model elektromagnesu

1.       Zmiana modelu

1.1.              Uzupełnienie modelu o zworę i rdzeń zgodnie z Rysunkiem 6

1.2.              Dodanie do bazy modelu materiału „M-19 Steel” z menu Properties|Materials Library w głównym menu programu. Znajduje się on w katalogu Soft Magnetic Materials / Silicon Iron

1.3.              Przypisanie własności do obszaru Zwory i Rdzenia z wykorzystaniem narzędzia

Po wykonaniu tych czynności model powinien mieć postać przedstawioną na Rysunku 7.

Rys.7 Model elektromagnesu w FEMM’ie

1.4.              Automatyczna generacja siatki

1.5.              Wykonanie obliczeń

1.6.              Wstępne sprawdzenie rozkładów pola w postprocesorze

1.6.1.                      Na całym obszarze modelu

1.6.2.                      Utworzyć z nich bitmapy

2.       Wyznaczenie indukcyjności cewki

2.1.              Wybrać ikonę narzędzia obwód

2.2.              Zapisać otrzymany wynik

3.       Wyznaczenie siły metodą siły Lorenza

3.1.              Zaznaczyć obszar cewki

3.2.              Z menu całkowania wybrać całkowanie “Lorenz force JxB”

3.3.              Zapisać otrzymany wynik

4.       Wyznaczenie siły metodą tensora „ważonego”

4.1.              Zaznaczyć obszar zwory

4.2.              Z menu całkowania wybrać “Force via Weighted Stress Tensor”

4.3.              Zapisać otrzymany wynik

5.       Wyznaczenie siły metodą tensora Maxwella

5.1.              włączenie CZERWONEGO odcinka w MENU graficznym POSTPROCESORA pozwalającego na tworzenie Konturu

5.2.              zaznacz kontur wokół zwory –(Lewy klawisz oraz <Tab>)

5.3.              Z menu całkowania wybrać całkowanie “Force from Stress Tensor”

5.4.              Zapisać otrzymany wynik

6.       Wyznaczenie siły metodą prac Wirtualnych

6.1.              Wyznaczyć koenergię pola Wc dla aktualnego położenia zwory

6.1.1.                      Zaznaczyć wszystkie podobszary modelu

6.1.2.                      Z menu całkowania wybrać “Magnetic field coenergy”

6.1.3.                      Zapisać wartość całki Wc(z)

6.2.              Wyznaczyć koenergię Wc(z+d) dla modelu z przemieszczoną zworą o d=0.05 cala w górę

6.2.1.                      Zmienić i zapisać poprzedni model z wykonanym przesunięciem pod zmienioną nazwą

6.2.2.                      Wykonać obliczenia

6.2.3.                      Obliczyć Wc(z+d)

6.3.              Obliczyć Fz = (Wc(z+d) - Wc(z))/ d - wartość przesunięcie musi być podana w metrach !!!

7.       Obliczenia dodatkowe

7.1.              Zmień wartość prądu cewki z 1 A kolejno na 2, 3, 4 i 5 A korzystając z menu Properties|Circuits i opcji Modify Property.

7.2.              Wyznacz poszczególne wartości indukcyjności i sił dla każdego z prądów korzystając z poprzednich kroków.

2.         Uwagi do sprawozdania

·           W sprawozdaniu powinny się znaleźć: Tabela porównująca wyniki obliczeń otrzymane różnymi metodami, bitmapy ilustrujące rozkład pola w obszarze elektromagnesu oraz wnioski.

LITERATURA PODSTAWOWA:

[1]    Instrukcja programu FEMM

-3-