Simulazione del PM3

con femm 3.3

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  1. Polipone2
     
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    mah... Trovare un effetto secondario che potrebbe consentire una produzione di energia dovuta ad uno sbilanciamento (perenne ) del campo magnetico per non si sa quale motivo... mi sembra improbabile o almeno io non ci spero . Ripeto: io sono convinto che questo sistema non funzioni, per questo cerco di usare strumenti basati sulla fisica classica (con un minimo di analisi, cosa che non ho visto fare sui siti che ho visto...) che mi permettano di verificare ipotesi altrui. Se un giorno trovassi un minimo di coppia utile.. beh correrei a tagliarmi del ferro e comprare magneti.

    Prime analisi sulla geometria di Franz. Ho aggiunto l'aria all'esterno (non mi piaceva quel modello tagliato sul ferro) e ho cominciato a considerare la coppia agente sui magneti grandi durante la loro rotazione. Per velocizzare un minimo ho diminuito la densità della mesh delle parti in aria. E' un casino allucinante . Il modello non alcuna simmetria, anche utilizzando incrementi di 0,25° la coppia risultante oscilla tra valori negativi e positivi ad ogni incremento. Quest'ultima è bassa, considerando le forze che si scaricano sul perno del rotore.

    ciauz!

    Edited by Polipone2 - 16/3/2005, 22:51
     
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  2. franz5000
     
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    Ho messo nella solita pagina (http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm) un file che ho scaricato da un sito (non mi ricordo quale) che mostra che il PM3 funziona, cioè la forza è sbilanciata.
    Il file si chiama Torque Data (TOMI Closed Loop).zip

    Io vorrei però capire bene come fai a integrare , per fare un po' di calcoli sulle varie configurazioni.....

    a presto!

     
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  3. Polipone2
     
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    QUOTE (franz5000 @ 17/3/2005, 22:57)
    Ho messo nella solita pagina (http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm) un file che ho scaricato da un sito (non mi ricordo quale) che mostra che il PM3 funziona, cioè la forza è sbilanciata.
    Il file si chiama Torque Data (TOMI Closed Loop).zip

    Io vorrei però capire bene come fai a integrare , per fare un po' di calcoli sulle varie configurazioni.....

    a presto!

    interessante... Il tipo ci ha messo un anno a fare queste prove ! La cosa interessante sarebbe stata vedere che incremento angolare ha considerato per fare le simulazioni. A meno che non abbia trovato un modo un po' furbo per fare dei batch di calcolo con rotazioni definite del magnete... c'è da guardarci meglio. Per calcolare le coppie si integra sull'area dei magneti in esame (rotore o statore è lo stesso) la coppia (wheighted stress torque se nn ricordo male .. non mi va di aprirlo per controllare, devo dormire !!). ad ogni simulazione il magnete va ruotato con la trasformazione di rotazione di un angolo il più piccolo possibile, sia geometricamente (linee o punti) che come definizione di area. Ovviamente l'asse di rotazione del rotore deve essere in 0,0 altrimenti ci si complica la vita!

    La geometria usata in quei calcoli è diversa però da quella che mi hai dato tu no?

    a presto !
     
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  4. franz5000
     
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    Ho trovato l'indirizzo da dove ho scaricato il file: http://groups.yahoo.com/group/minatowheel/...nalysisResults/
    (devi però registrarti come utente Yahoo per scaricarlo)

    La geometria esatta che ha utilizzato il tizio non la conosco.

    Per quanto riguarda l'integrazione, selezioni l'area di un solo magnete del rotore o di tutti e 12 contemporaneamente?

    Edited by franz5000 - 18/3/2005, 23:10
     
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  5. franz5000
     
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    Ho provato un po' ad integrare, il problema è che non ho ben capito come funziona il tutto.

    Io seleziono un elemento del rotore, poi vado su "integrate" e seleziono "Torque via Weighted Stress Tensor".

    A quanto ho capito, però, questo restituisce solo il momento torcente agente sul magnete stesso, ed è ovvio che il magnete tende a ruotare. Mentre quello che mi interessa è la forza agente sul magnete in rapporto al punto (0,0). E dov'è che gli si dice questo? Non penso che si possa calcolare con il femm....
    Quindi l'integrale sull'area del magnete del rotore non mi serve, e non porta ad alcuna conclusione.

    Sbaglio? Se sì, aiutatemi a capire dove...

     
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  6. Polipone2
     
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    QUOTE (franz5000 @ 19/3/2005, 22:35)

    A quanto ho capito, però, questo restituisce solo il momento torcente agente sul magnete stesso, ed è ovvio che il magnete tende a ruotare. Mentre quello che mi interessa è la forza agente sul magnete in rapporto al punto (0,0). E dov'è che gli si dice questo? Non penso che si possa calcolare con il femm....

    no, in realtà restituisce il momento attorno al punto 0,0 , come viene spiegato a pagina 36-37 del manuale di FEMM 3.3. L'unica condizione necessaria affinchè l'integrale funzioni è che il magnete sia circondato d'aria, e nei nostri schemi questa condizione è rispettata. Per verificare al cosa prendi due magneti (piccoli) ne metti uno dei due ad una lunga distanza lungo un asse (x o y) e metti l'altro nelle vicinanze per farlo nteragire col precendente. poi calcoli col metodo weighted stress sia la forza che la coppia e con il braccio di leva (circa) noto verifichi che i dati siano coerenti.

     
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  7. franz5000
     
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    Grazie mille!
    Ora comunque sto sperimentando un processo completamente automatico che pare funzionare: uso il LUA script integrato nel femm e va alla grande!

    Dopo qualche ora mi ritrovo un file di testo con tutti gli integrali da me richiesti con il rotore nelle varie posizioni. Posterò i risultati appena terminati i lunghi calcoli! Il LUA è veramente una bomba, fa risparmiare davvero un sacco di tempo!
     
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  8. franz5000
     
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    Ecco i primi (strani) risultati. Strani perché secondo me il sistema è assolutamente simmetrico, e se ogni 2 gradi c'è un magnete, il grafico del momento torcente dovrebbe ripetersi ciclicamente.... e invece no! Boh...

    Comunque ci sono stato la bellezza di 2 ore e 23 minuti per elaborare questo grafico (il mio vecchio athlon 1400 non ce la fa più), ma ora trasferirò tutto sul p4 3.4ghz - 2Gb ram che ho in ufficio...

    Chi mi spiega questi strani risultati....

    PS ogni unità sull'asse x è la variazione di 0.05 gradi del magnete rotore



    Edited by franz5000 - 22/3/2005, 23:27
    Attached Image
    PM3_01.gif

     
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  9. Polipone2
     
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    mhh. i valori sono effettivamente molto strani.

    Prova a fare un intervallo più corto a spazi più ridotti (es. 0,01 gradi). Se non si ottiene continuità tra le simulazioni potrebbe voler dire che c'è un errore numerico evidente.

    Per verificare l'entità degli errori numerici con la tua simulazione, prova a prendere una posizione di riferimento, ed ad infittire sempre di più la mesh e verificare se il valore di coppia misurato converge ad un valore finale. Se la coppia cambia molto al variare della mesh, vuol dire che la discretizzazione iniziale non è corretta. (a dire il vero i tuoi modelli che avevo scaricato mi sembravano meshati comunque in modo adeguatamente infittito). Per risparimiare elementi puoi creare due zone d'aria una esterna tra rotore e statore a densità molto elevata e una interna (zona a basso e ininfluente campo magnetico) con elementi a discretizzazione automatica. ILe mie sono solo idee buttate li; io adesso sto lavorando sulla tua geometria, ho creato 100 modelli ruotati di 0,04°, devo farli analizzare e verificare (se mi passi le macro adatte per il post-processing mi risparmi un po' di lavoro )

    ciao!
     
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  10. franz5000
     
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    Proverò a fare come hai detto. Intanto ti passo i 2 LUAscript che uso io (non è necessario creare i modelli, con questi script i pezzi ruotano da soli!):

    questo è xxx.lua:

    for i=1,720,1 do
    selectgroup(1)
    moverotate(0,0,0.5)
    analyze(0)
    runpost("\"c:\PM3\xxx1.lua\"")
    end


    In rosso sono indicate le parti da modificare (sono rispettivamente il numero di iterazioni, l'angolo e il percorso del secondo script LUA).

    Questo è xxx1.lua (il secondo script):

    seteditmode("area")
    groupselectblock(1)
    pippo = blockintegral(22)
    c=appendto("xxx.txt")
    write(c,pippo)
    write(c,"\n")
    flush(c )
    exitpost()


    I risultati finiscono ovviamente in "xxx.txt".

    IMPORTANTE: perché lo script funzioni devi assegnare sia i segmenti che compongono il magnete rotore sia il pallino verde (con le proprietà del materiale e la direzione di magnetizzazione) al gruppo 1, così il programma sa cosa deve spostare.

    Buona analisi!

    Edited by franz5000 - 23/3/2005, 12:32
     
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  11. Polipone2
     
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    grazie. Così è moooooooolto più comodo, però ho un problema di runtime error quando passa al post (risolto! ). Buona sperimentazione!

    Edited by Polipone2 - 23/3/2005, 22:42
     
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  12. franz5000
     
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    Ancora non ci siamo. Ho fatto fare un giro completo al magnete, ma i risultati sono stranissimi. Ho messo tutte le mesh a 2, compresa l'aria, ma ho tolto il cerchio di ferro intorno.
    Ho variato l'angolo di 0.5°. Questo è quello che è risultato, e mi sembra tutto tranne che sinusoidale.
    Ora farò anche qualche prova con il PM3 lineare per capire dove sbaglio...

    Attached Image
    xxx.gif

     
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  13. franz5000
     
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    Credo di aver raggiunto un buon risultato: ho allungato il magnete del rotore, e portato tutte le mesh a 1.
    Ci sono volute 15 ore su un Pentium 3.4Ghz per completare l'analisi, ma sembra ne sia valsa la pena. Il momento torcente totale (su circa 90°) è POSITIVO, e non di poco! Questo conferma la validità della macchina!!!

    Attendo commenti su questi risultati, che sembrano MOLTO incoraggianti.......



    ps Ora inizierò una simulazione completa con doppia fila di magneti statori (un anello interno e uno esterno) e 12 magneti rotori


    Attached Image
    xxx_nuovo.gif

     
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  14. Polipone2
     
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    ma sei uno stakanovista! Bravo!

    prima di cantare vittoria io continuo ad essere convinto dei valori ( a zigo_zago) che saltano fuori sia a te che a me, non capisco da dove derivi una risposta di quel tipo in un processo ciclico... Voglio approfondire come funziona il solutore, ti ricordo che l'analisi non è lineare, e quindi oltre agli errrori di meshatura vanno considerati anche gli errori di approssimazione: la soluzione si ottiene con una convergenza nelle iterazioni del solutore, dobbiamo verificare che i parametri di default ( a livello di convergenza) di FEMM consentano di desrivere bene i fenomeni che vogliamo analizzare. Io cercherò di approfondire quest'aspetto... a presto!
     
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  15. Polipone2
     
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    mi spiace Franz, ma nel mio caso ho aumentato la precisione dell'analisi da 1e-8 a 1e-9... E i risultati non sono più a dente di sega ma tornano in apparenza ad essere sinusoidali. Il numero di iterazioni del calcolo passa da 3 circa a 8-9 e i risultati sono completamente diversi!!!! Stavo facendo l'analisi sulla tua geometria utilizzando un solo magnete rotorico. Purtroppo mi si è piantata prima che potessi chiudere il ciclo ti posso solo far vedere i risultati ottenuti finora. Mi raccomando per le prossime analisi aumenta la precisione come ho fatto io, altrimenti è solo tempo ciclo sprecato!!!

    user posted image

    ciao,

    altri risultati... sinusoide perfetta sul ciclo a 4°. Posto i valori numerici per fare prima

    angolo coppia [Nm]
    0,02 -0,028685168
    0,04 -0,031770404
    0,06 -0,031695223
    0,08 -0,029325966
    0,1 -0,02450673
    0,12 -0,016247155
    0,14 -0,007455391
    0,16 0,003100615
    0,18 0,012615739
    0,2 0,020247824
    0,22 0,026118796
    0,24 0,030333893
    0,26 0,030579991
    0,28 0,026783704
    0,3 0,021667682
    0,32 0,013273585
    0,34 0,00409956
    0,36 -0,005757359
    0,38 -0,015901451
    0,4 -0,02421325





    Edited by Polipone2 - 28/3/2005, 18:04
     
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