Ansys Maxwell: Магнитная муфта — анализ крутящего момента и угла

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

В этом блоге я показываю, как магнитную муфту можно смоделировать и проанализировать в Ansys Maxwell с использованием магнитостатического решателя, чтобы увидеть, как распределение крутящего момента и плотности магнитного потока меняется в зависимости от механического угла. Мы можем изменять и анализировать любой «неизменяющийся во времени» входной параметр, чтобы проанализировать, как крутящий момент или сила изменяются в зависимости от механического угла в магнитостатическом решателе. Эту модель можно легко преобразовать в двигатель с осевым магнитным потоком, заменив постоянные магниты статора электромагнитами.

Анализ характеристик мощности потребует «времени», и это достигается с помощью решателя магнитных переходных процессов.

ГЕОМЕТРИЯ

RMxprt использовался для автоматического создания трехмерной модели двигателя с осевым магнитным потоком, и эта модель была модифицирована с использованием нескольких простых модификаций для создания этой модели магнитной муфты. Был выбран ротор, назначена операция «Вращение», а в определении использовалась переменная угла «$Theta».

ПАРАМЕТРЫ

Выберите ротор, щелкните правой кнопкой мыши, перейдите в «Назначить параметры», выберите «Крутящий момент» и выберите виртуальный крутящий момент, поскольку мы вычисляем крутящий момент на постоянных магнитах. Крутящий момент Лоренца используется для электромагнитов.

ПЕРЕМЕННЫЕ И ОПТИМЕТРИКА

Щелкните правой кнопкой мыши «Оптиметрика», добавьте «Параметрический» и добавьте «Развертку». Определение «$Theta» показано ниже. Решающая программа выполнит расчет для каждого угла развертки и определит, как параметр крутящего момента изменяется под этим углом.

МАГНИТЫ

В этой модели поле B магнитов направлено либо в положительном направлении z, либо в отрицательном направлении z. Для постоянных магнитов используются два материала: в одном материале компонент z положителен, а в другом материале компонент z отрицателен. Различные магниты расположены в роторе и статоре вокруг сердечника поочередно.

B Поле, направленное вдоль положительного направления z.

B Поле, направленное в отрицательном направлении z.

СЕТКА

Сетка в модели магнитного переходного процесса требует обработки цилиндрического зазора и назначения полос для моделирования движения и мощности. Однако магнитостатический решатель не требует этих назначений, поскольку движение не моделируется. Мы просто анализируем, как крутящий момент изменяется в зависимости от механического угла, используя параметр угла.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Ниже представлена ​​анимация распределения поля B и график зависимости крутящего момента ротора от механического угла, определенного с помощью переменной угла и определения развертки. Когда одинаковые магниты выровнены в роторе и статоре, север и юг магнитов обращены друг к другу и испытывают силу притяжения. Обратное верно, когда противоположные магниты выровнены. Крутящий момент находится в одном направлении в одной области (при оттягивании притягиваемых магнитов друг от друга и прижатии к отталкивающим магнитам друг к другу), а крутящий момент — в другом направлении в другой области (оттягивании отталкивающих магнитов друг от друга и толкании притягивающих магнитов друг к другу). Эти области периодически меняются в зависимости от магнитов статора вокруг статора.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.