Powered by Invision Power Board

Страницы: (9) [1] 2 3 ... Последняя »  ( Перейти к первому непрочитанному сообщению ) Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Core Loss, Задание потерь в свойствах материалов
Oleg
Отправлено: Мар 5 2011, 12:27
Quote Post


Новичок
*

Группа: Пользователи
Сообщений: 4
Пользователь №: 131
Регистрация: 5-Марта 11



Здравствуйте. Не могу разобраться с тем как задаются потери в материале, поэтому прошу помощи. Задача решается в Transient 2D, с учетом вихревых токов. Рассчитывается двигатель, в обмотки задаются токи на которые наложены ШИМ. Смысл в том чтобы именно посчитать потери от ШИМ составляющей и потери от гладкой составляющей тока в обмотке двигателя.
Вопросы:
1) В задании свойств материала в графе Core Loss можно поставить electrical Steel и соответственно появляются 4 коэффициента задания потерь. Эти коэффициенты зависят от частоты и берутся из справочника или как рекомендует хелп максвела вычисляются на основе данных производителя материала. Проблема в том что я пока не понимаю могу ли я корректно использовать такие коэффициенты,так как Частота ШИМ наложена на гладкую составляющую и ШИМ по амплитуде намного меньше гладкой составляющей, то есть перемагничивания как в Eddy Current на частоте например 400 Гц как такового нет. Кто может пояснить как эти коэффициенты используются в максвеле? Достраивает ли он по эти коэффициентам забитым из справочника правильную петлю (от начальной)? Если да то он должен правильно вычислить потери в транзиенте(в хелпе стоит что для транзиента считаются потери вихревые и на гистерезис)
2) В выпадающем меню(Calculate properties for: ) существует возможность задания мощности потерь вручную вводя зависимость P( B ). То есть этот вариант является альтернативой коэффициентам kh Kc b т.д.? Правильно ли я понимаю? также интересует вопрос как используется возможность задания нескольких кривых потерь для разных частот? Если ввести их например для двух частот а в расчете частота попадет между этими 2-мя то будет аппроксимация? а если просто ввести потери для фиксированной частоты а считать на совсем другой?
3) Во всех способах либо в коэффициентах либов ручном задании потерь подразумевается некое сопротивление материала вихревым токам (данное производителем). В окошке ручного задания есть графа проводимости. (conductivity). Это проводимость чего? Материала в плоскоститечения вихревых токов? И что такое тогда Bulk Conductivity материала котороая остается и продолжает действовать? Или уже не продолжает?
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Мар 5 2011, 14:56
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Я сам с Electrical Steel задачи не решал. Скажу только, какие у меня предположения относительно этой фичи.
1. Никакую петлю гистерезиса Maxwell, конечно, не строит. Electrical Steel - это способ учета потерь, как некой поправки в расчетах. Без моделирования петли. Без расчета вихревых токов, как полевой задачи.
2. Есть 2 способа. Первый - самому вбить 4 коэффициента, если они известны. Второй способ - ввести P( B ) и другие известные параметры, позволяющие отделить потери на вихревые токи. При втором способе Maxwell сам посчитает 4 коэффициента.
3. Думаю, разработчики Maxwell не полные идиоты, чтобы учитывать вихревые токи 2 раза. Скорее всего если задана Electrical Steel, то conductivity игнорируется. А вообще проверить это можно быстрее, чем сформулировать на форуме этот вопрос. Так что проверь и сообщи нам, полные идиоты они или нет biggrin.gif
И что касается остальных вопросов... Все это можно прояснить, если поиграться с простой задачей. Так что ждем от Oleg подробного рассказа об особенностях Electrical Steel smile.gif
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Мар 5 2011, 21:41
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



Очень интересная задача!
В свое время отказался от её решения в Maxwell по причине нереальных вычислительных затрат в 3D постановке расчета вихревых потерь (

В соседней ветке обсуждается JMag, в этом пакете очень интересно реализован расчет потерь. В моделях материала задаются кривые потерь для разных частот и индукций. Особый способ создания сетки с учетом SkinDepth. Правда стали только японских производителей.

Но ряд моментов непонятно, как учесть. Например шихтовку пакета, толщину листов стали и тп.
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Мар 5 2011, 21:56
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Цитата (AlexxHerz777 @ Мар. 5 2011, 09:41 PM)
Но ряд моментов непонятно, как учесть. Например шихтовку пакета, толщину листов стали и тп.

А если нарезать железо по толщине листа и ввести на поверхностях условия изоляции? Или там нет такого условия?
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
jonifer
Отправлено: Мар 5 2011, 22:02
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 398
Пользователь №: 5
Регистрация: 22-Ноября 08



в примерах мне попадалось - у шихтовки много настроек. В электромоторе помоему.
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Мар 5 2011, 22:04
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Цитата (jonifer @ Мар. 5 2011, 10:02 PM)
в примерах мне попадалось - у шихтовки много настроек. В электромоторе помоему.

В Maxwell или в JMAG?
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Мар 5 2011, 22:32
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



Цитата (Админ @ Мар. 5 2011, 06:56 PM)
А если нарезать железо по толщине листа и ввести на поверхностях условия изоляции? Или там нет такого условия?

Извратнуться можно конечно
Например сделать пакет состоящим из нескольких частей по оси, одну толщиной листа и в нем считать вихревые токи, остальная часть куском. Затем посчитать суммарные потери умножив на число листов. Но это не совсем верно, потому что имеет место неравномерность распределения индукции по оси (краевые эффекты), в этом вся суть 3D (иначе можно в 2D постановке считать)
PMEmail Poster
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Апр 8 2011, 13:40
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



Что-то запутался немного..

Требуется рассчитать потери в стали статора мотора с ротором из постоянных магнитов.

Почему-то потери в 2D не совпадают с потерями в 3D в разы (на порядок Core Loss, на три порядка SolidLoss)

Глубина модели в 2D задана, материалы одни и те же.

В чем ошибка?

Модель - M_EddyCurrent.zip
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Апр 8 2011, 16:34
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



В 2D задано вычисление вихревых токов во всем статоре, а в 3D-модели только в тонком листе. Я понимаю желание вычислить потери на одной и той же толщине железа. Но ведь задачи не эквивалентны. В 2D мы считаем, что вихревые токи могут течь аж в бесконечность, а в 3D они сконцентрированы в маленьком объеме. Или я чего-то недопонимаю?
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Апр 8 2011, 17:00
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



Так и есть.

Какой тогда смысл расчёта вихревых токов в 2D?
Каким образом можно корректно посчитать потери? Коэффициентами в свойствах материала?

PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Апр 8 2011, 17:08
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Мне кажется, для проведения относительно корректного сравнения надо задавать расчет вихревых токов во всем статоре и считать потери во всем статоре в 3D. В 2D сделать длину модели такую же, как длина машины в 3D. Почему так нельзя?
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Апр 8 2011, 17:58
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



Потому что статор шихтованный.

В справочниках приводятся удельные потери в стали (Вт/кг), суммарные на гистерезис и вихревые токи для базовой частоты, индукции и толщины листа. Они очень сильно зависят от толщины листа. Например потери для листа толщиной 0.7мм в 4 раза выше, чем для 0.35мм. С другой стороны для 0.2 всего лишь процентов на 20 меньше, чем для 0.35. Зависимость сильно нелинейная!

Для буржуйских сталей существуют целые семейства кривых потерь, от частоты и индукции. Из них каким-то образом нужно вычислить коэффициенты потерь для Elecrical Steel Maxwell... Будет ли это решением тоже вопрос. Примеров нет.. Хз как это сделать

Собственно с этого началась ветка.
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Апр 8 2011, 18:13
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Вообще я думал, что суть вопроса именно в расхождении показаний 2D и 3D по Core Loss. Чтобы вопрос прояснить, нужно поставить 2D и 3D в одинаковые условия. Пусть даже эти условия отличаются от того, что есть в реальности (мы ведь в данный момент не реальность изучаем, а сравниваем 2D и 3D). В вашем случае реальность (шихтовку) невозможно смоделировать в 2D. Значит, имеет смысл сравнить что-то оторванное от реальности (без шихтовки), но моделируемое и в 2D, и в 3D.
Или вы хотите сказать, что если без шихтовки результаты сойдутся, это еще не значит, что Core Loss в 3D вычисляется корректно? И вот вынь мне да положь, чтобы в 2D была возможность моделирования шихтовки по оси Z biggrin.gif
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
AlexxHerz777
Отправлено: Апр 8 2011, 18:47
Quote Post


Старик
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 162
Пользователь №: 20
Регистрация: 19-Марта 09



В данном примере в 3D считается один лист 0.2 мм (остальная часть статора в расчете потерь не участвует, она лишь выравнивает поле), в 2D глубина модели тоже 0.2 мм (Li=0.2 в DesignSettings ModelDepth)

Сравним результаты (t=0.5ms):

CoreLoss:
2D - 384 mW
3D - 45 mW

SolidLoss:
2D - 15.9 W
3D - 3.54 mW

В чем логика?
Если длина модели будет метр ничего принципиально не изменится.

Из help:
CoreLoss - The core loss combines eddy current losses and hysteresis losses for a transient solution type.

SolidLoss - The solid loss represents the resistive loss in a 2D or 3D volume. For 2DXY designs, the length is given by Set Model Depth.

Если CoreLoss включает кроме потерь на вихревые токи еще и на гистерезис почему они в 2D меньше!!!, чем SolidLoss! Как это понимать?
PMEmail Poster
Top
Админ
Отправлено: Апр 9 2011, 16:35
Quote Post


Administrator
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 3103
Пользователь №: 1
Регистрация: 15-Ноября 08



Немного поигрался с моделью. Сблизил 2D и 3D следующим образом. Длину модели 2D сделал 44 мм. В 3D сделал вычисление потерь и вихревых токов по всему статору. Домножения всякие не убирал, получились киловатты, ну да хрен с ним.

Сравним результаты (t=0.5ms):

CoreLoss:
2D - 15 kW
3D - 4,7 kW

SolidLoss:
2D - 596 kW
3D - 207 kW

Итак, сблизили модели, и расхождение стало уже несколько менее вопиющим. Причем по обоим показателям разница одинакова - 3 раза.

Теперь к вопросу о том, почему SolidLoss больше CoreLoss.
Убираем вычисление вихревых токов во обеих моделях.

Результаты (t=0.5ms):

CoreLoss:
2D - 2,5 kW
3D - 1,6 kW

SolidLoss:
2D - 0
3D - 0

Таким образом, SolidLoss вычисляется по распределению вычисленной плотности вихревых токов. Настройки CoreLoss при этом не важны. Не задано вычисление вихревых токов - SolidLoss=0.
CoreLoss вычисляется по коэффициенту Ке, а распределение вычисленных вихревых токов не учитывается.
Получается, что можно учесть вихревые токи 2 раза. Глупость, конечно. Но вот так оно есть.
PMEmail PosterUsers WebsiteICQ
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Страницы: (9) [1] 2 3 ... Последняя » Reply to this topicStart new topicStart Poll


 


Мобильная версия