Алгоритмы расчета пространственных конечно-элементных моделей электромагнитных устройств с разомкнутым магнитопроводом

• Автор: Колмогоров, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Основные обозначения и сокращения

1 Модели и методы исследования электромагнитных процессов электротехнических устройств с разомкнутым магнитопроводом

1.1 Особенности моделей устройств с разомкнутым магнитопроводом

1.2 Математическое моделирование электромагнитных полей

электротехнических устройств

1.2.1 Общая модель Максвелла

1.2.2 Квазистационарная модель

1.2.3 Магнитостатическая модель

1.2.4 Г армоническая модель

1.3 Уравнения поля в декартовой системе координат

1.3.1 Декартова система координат

1.3.2 Двумерная магнитостатическая модель
1.3.3 Трёхмерная квазистационарная модель
1.4 Методы решения дифференциальных уравнений поля
1.4.1 Метод разделения переменных для решения дифференциальных
уравнений
1.4.2 Метод конечных разностей для решения дифференциальных
уравнений
1.4.3 Метод конечных элементов для решения дифференциальных
уравнений
1.5 Выводы
2 Численный алгоритм и программная реализация расчёта двумерных электромагнитных полей электротехнических устройств с разомкнутым магнитопроводом
2.1 Задачи расчёта двухмерного магнитного поля
2.2 Пакеты численного моделирования электромагнитных полей АПЭМ и
А^УБ

2.2.1 Структура пакета АПЭМ
2.2.2 Структура пакета АИБУБ
2.3 Расчёт плоскопараллельной модели электротехнического устройства в
пакете АПЭМ
2.4 Гармонический анализ в пакете АИБУБ
2.5 Выводы
3 Расчёт трёхмерного магнитного поля
3.1 Задачи расчёта трёхмерных электромагнитных полей
3.2 Алгоритм формирования коэффициентов для трёхмерной задачи
3.3 Конечный элемент - куб
3.4 Выбор метода решения СЛАУ
3.5 Выводы
4 Исследование магнитного поля устройств с разомкнутым магнитопроводом
4.1 Исследование П-образного электромагнитного железоотделителя
4.1.1 Расчет плоскопараллельной модели П-образного электромагнитного железоотделителя с помощью программного пакета АПЭМ
4.1.2 Результаты расчета П-образной конструкции электромагнитного железоотделителя в пакете АИБУБ
4.1.3 Результаты измерений на стенде для испытания электромагнитного железоотделителя
4.2 Исследование электромагнитного двигателя микрокомпрессора
4.2.1 Расчет плоскопараллельной модели ЭМД МК с помощью программного пакета АПЭМ
4.2.2 Результаты расчета ЭМД МК в пакете АЫБУБ
4.3 Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Основные обозначения и сокращения
е - относительная диэлектрическая проницаемости материала;
Ер = 8,85-10'12 Ф/м - электрическая постоянная;
р. - относительная магнитная проницаемость материала;
РО = 4л-10"7 Гн/м - магнитная постоянная;
КЭ - конечный элемент;
МДС - магнитодвижущая сила;
МКЭ - метод конечных элементов;
МКР - метод конечных разностей;
ММ - математическая модель;
ПВР - последовательная верхняя релаксация;
ПО - программное обеспечение;
ПП - программный пакет;
III 111 - пакет прикладных программ;
СЛАУ - система линейных алгебраических уравнений;
ЭМД МК - электромагнитный двигатель микрокомпрессора; ЭУ - электротехническое устройство ЭМУ - электромагнитное устройство ЭМУРМП - электромагнитное устройство с разомкнутым магнитопроводом

Ьдпэм И0В
Рисунок 17 - Графики сходимости процесса решения СЛАУ для модели №1
(у=1,4)
В рассмотренной выше модели железоотделителя использовалось условие перпендикулярности потока линии симметрии. На рисунке 18 и рисунке 19 представлена модель электромагнита с ферромагнитным сердечником и результаты расчёта без использования условий симметрии.
[ыГ
г □
|ТГ
Линин С “облает" ' Р ^Маг. прок (Ми) ] Плогн тока~ ) Эквигкэтенциалии| | Маг, игаулия | Напряженность | Разбиение | Информация [ Итерацт |
Рисунок 18 - Геометрия модели №2