Постановка магнитостатической задачи и ее расчет на примере 3-х фазной катушки индуктивности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РАПС

Отчет

по лабораторной работе №4

Постановка магнитостатической задачи и ее расчет на примере 3-х фазной катушки индуктивности

Студент гр. 7405

Кочетков А.В.

Преподаватель

Поляков В.А.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы: ознакомиться с технологией анализа параметров электрических цепей и магнитных полей при наличии.

Исходные данные:

На рисунке 1 изображен эскиз главного вида и вида сверху 3 - х фазного дросселя. В таблице 1 указаны значения размеров, обозначенные буквами А, В, С, в соответствии с вариантом. Все размеры даются в миллиметрах.

3d модель линейного дросселя

Таблица 1

Рисунок - 1 Эскиз дросселя

Создание 3D модели линейного дросселя

На рисунке 2 показан 3-х фазный дроссель смоделированный в Maxwell 3D в соответствии с вариантом 5.

Для создания данной модели были использованы команды, расположенные на вкладках Draw, Edit и Modeler. Вкладка Draw используется для построения физической модели дросселя, т.е. сердечника и катушек индуктивности. На вкладках Edit и Modeler расположены команды позволяющие применять различные действия к созданным объектам. Описанные команды также присутствуют в контекстном меню.

Для создания сердечника воспользуемся командой Box, расположенной в левой верхней части экрана, на панели инструментов. При выборе команды, в нижнем правом углу введем координаты первой точки затем введем размеры сердечника. Значения первой точки вводим в абсолютных координатах, а значения второй по умолчанию вводятся в относительных.

Повторим действие для создания окна в сердечнике. Далее, выберем созданный объект в дереве и выполним команду Around Axis, для создания второго окна дублированием вокруг оси.

Для вычитания элементов из сердечника необходимо выбрать Box1, Box2, Box2_1 из дерева и воспользоваться командой Boolean Subtract.

Также повторим действия для создания воздушного зазора.

Далее необходимо разделить полученные два элемента на два различных тела, для этого применим команду Boolean Separate Bodies, зададим новые имена и изменим материал на steel_1008 полученным элементам сердечника.

Создадим катушки дросселя, для этого изменим плоскость на YZ с помощью команды Grid PlaneYZ. Для создания витка катушки воспользуемся инструментом Rectangle. Процедура задания точек аналогична вышеописанной. Изменим плоскость на XY и создадим фигуру по линии которой будет вытянуто сечение витка. После выберем созданные прямоугольники из дерева и воспользуемся командой DrawSweepAlong Path для выдавливания. Далее с помощью команды DuplicateAlong Line создадим массивы в вертикальном и горизонтальном направлении. Переименуем полученные витки в соответствии с расположением, левый правы, средний.

Определим возбуждения.

Для этого необходимо выбрать все катушки из дерева. Далее выберем ModelerSurfaceSection и в открывшемся окне укажем плоскость YZ. После этого выберем все получившиеся сечения Section и разделим катушки выбранными плоскостями: ModelerBooleanSeparate Bodies, после удалим дополнительные сечения, в названии которых присутствует Separate.

Выберем три катушке на левом сердечнике и зададим силу тока с помощью команды Maxwell 3DExcitationsAssignCurrent. Зададим имя каждой фазе Phase A, B, C соответственно, создадим локальную переменную Mag_7405_5 значение которой будет равно 7405А.

Значение токов каждой фазы:

Фаза А: Mag_7405_5=7405;

Фаза В: 0,5* Mag_7405_5;

Фаза С: -0,5* Mag_7405_5.

Создание расчетной области.

Расчетная область вызывается с помощью команды DrawRegion и служит для определения границ вычисления задачи.

Создание матрицы параметров.

Матрица задается на вкладке Maxwell 3DParametersAssignMatrix. В открывшемся окне подключаем все катушки, устанавливаем следующие значения для матриц:

Матрица 1: в каждой отдельной катушке 1 ветвь с числом витков 33;

Матрица 2: в каждой отдельной катушке 3 параллельные ветви, образующие 11 витков каждая.

Создание задачи исследования сил и моментов сил, действующих на объекты.

В данной работе в качестве объекта исследования выберем I-образный сердечник. Затем используем команду: Maxwell 3DParametersAssignForce, указываем тип расчета силы и систему координат. Зададим расчет моментов сил, предварительно выбрав I-сердечник: Maxwell 3DParametersAssignTorque. В качестве оси, относительно которой будут вычисляться моменты, зададим Global:Z, для положительного определения значений сил направление оси Z Negative.

Проверим правильность создания модели с помощью команды: Maxwell 3DValidation Check. Ошибок быть недолжно.

На рисунке 2 показан 3-х фазный дроссель смоделированный в Maxwell 3D в соответствии с вариантом 5.

Рисунок - 2 Трехфазный дроссель

Анализ результатов решения задачи.

Выберем пункт меню Maxwell 3DAnalize All. По окончанию процесса расчета модели для просмотра результатов (Рисунок 3) откроем окно данных решения Maxwell 3DResultsSolution Data.

Рисунок - 3 Результаты Матрица 1

Рисунок - 4 Результаты Матрица 2

Размещено на Allbest.ru