في هذه المدونة، أوضح كيف يمكن نمذجة وتحليل المقرنة المغناطيسية في Ansys Maxwell باستخدام الحل المغنطيسي لمعرفة كيف يختلف توزيع عزم الدوران وكثافة التدفق المغناطيسي مع الزاوية الميكانيكية. يمكننا تغيير واكتساح أي معلمة إدخال “غير متغيرة بمرور الوقت” لتحليل كيفية تنوع عزم الدوران أو القوة مقابل الزاوية الميكانيكية في الحل المغنطيسي. يمكن بسهولة تحويل هذا النموذج إلى محرك تدفق محوري عن طريق استبدال المغناطيس الدائم للجزء الثابت بمغناطيس كهربائي.
يتطلب تحليل أداء الطاقة “الوقت” ويتم تحقيق ذلك باستخدام أداة الحل المغناطيسي العابر.
الهندسة
تم استخدام RMxprt لإنشاء نموذج لمحرك التدفق المحوري ثلاثي الأبعاد تلقائيًا وتم تعديل هذا النموذج باستخدام بعض التعديلات البسيطة لإنشاء نموذج المقرنة المغناطيسية. تم اختيار الدوار وتم تعيين عملية “تدوير” وتم استخدام متغير الزاوية “$Theta” في التعريف.
حدود
حدد الدوار، وانقر بزر الماوس الأيمن، وانتقل إلى “تعيين المعلمات”، وحدد “عزم الدوران”، واختر عزم الدوران الافتراضي لأننا نحسب عزم الدوران على المغناطيس الدائم. يستخدم عزم لورنتز للمغناطيسات الكهربائية.
المتغيرات والبصريات
انقر بزر الماوس الأيمن على “Optimetics”، وأضف “Parametric”، وأضف “Sweep”. تعريف “$Theta” موضح أدناه. سوف يحل الحل عند كل زاوية في عملية المسح ويسمح بكيفية تغير معلمة عزم الدوران مع هذه الزاوية.
مغناطيس
في هذا النموذج، يشير المجال B للمغناطيس إما على طول اتجاه z الموجب أو في اتجاه z السالب. يتم استخدام مادتين للمغناطيس الدائم وفي مادة واحدة يكون المكون z موجبًا وفي المادة الأخرى يكون المكون z سالبًا. يتم وضع المغناطيسات المختلفة في الجزء الدوار والجزء الثابت حول قلبها بطريقة متناوبة.
B يشير الحقل على طول اتجاه z الموجب.
B يشير الحقل على طول الاتجاه السلبي z.
شبكة
تتطلب الشبكة الموجودة في النموذج العابر المغناطيسي معالجة الفجوة الأسطوانية وتعيينات النطاق لنموذج الحركة وأداء الطاقة. ومع ذلك، فإن الحل المغنطيسي لا يتطلب هذه التخصيصات نظرًا لعدم نمذجة الحركة. نحن نقوم فقط بتحليل كيفية تغير عزم الدوران مع الزاوية الميكانيكية باستخدام معلمة الزاوية.
نتائج
يوجد أدناه رسم متحرك لتوزيع المجال B ومخطط لعزم دوران الجزء الدوار مقابل الزاوية الميكانيكية المحددة بمتغير الزاوية وتعريف الكنس. عندما تتم محاذاة المغناطيسات المتشابهة في الجزء المتحرك والجزء الثابت، فإن شمال وجنوب المغناطيس يواجهان بعضهما البعض ويواجهان قوة تجاذبية. والعكس هو الصحيح عندما تتم محاذاة المغناطيسات المتعارضة. يكون عزم الدوران في اتجاه واحد في منطقة واحدة (عند سحب المغناطيسات المنجذبة بعيدًا عن بعضها البعض ودفع المغناطيسات الطاردة تجاه بعضها البعض)، ويكون عزم الدوران اتجاهًا آخر في منطقة أخرى (عند سحب المغناطيسات التنافرية بعيدًا عن بعضها البعض ودفع المغناطيسات الجاذبة تجاه بعضها البعض). تختلف هذه المناطق بشكل دوري بين مغناطيس الجزء الثابت حول الجزء الثابت.
