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franz5000.
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EUREKA! FUNZIONA!
Finalmente ho trovato una configurazione del PM3 che mostra in maniera inequivocabile che questa macchina gira da sola! Questo almeno è quanto emerge dalle simulazioni al computer (ripetibilissime da chiunque). Anzi, spero che molti ripetano la simulazione e che esaminino i risultati.
Il momento torcente è NETTAMENTE diverso da zero, come previsto da K_PULLO.
Per la simulazione ho usato un modello di macchina con 180 magneti esterni e 56 interni per lo statore, separati da un rotore con 12 magneti più grandi e più lunghi. I magneti sono di NdFeB.
Per ripetere la simulazione, il file zip contenente tutti i files necessari (comprese le istruzioni) è scaricabile da http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm. Il file si chiama PM3-simulation.zip (295Kb).
A questo punto il passo successivo (una volta confermata l'esattezza delle simulazioni) è quello di costruire un prototipo.
Edited by franz5000 - 30/3/2005, 09:23Attached Image
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franz5000.
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Ecco il risultato di una simulazione che analizza con maggior dettaglio il funzionamento del PM3.
Lo spostamento totale qui analizzato è di 4° con intervalli di 0.01°. E' ben visibile l'andamento sinusoidale sbilanciato, che permette alla macchina di ruotare. I valori sull'asse Y sono diversi dalla precedente simulazione perché ho settato le dimensioni della macchina in cm. Ho anche aumentato la precisione di risoluzione rispetto alla simulazione precedente (1e-009).
Ecco il grafico:
Attached Image
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Polipone2.
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so che comincerai ad odiarmi Franz....
Ho analizzato il tuo modello, e ho trovato alcuni aspetti che vanno migliorati:
Punto primo, dovrersti mettere una qualche condizione al contorno, almeno imporre A nullo lungo la circonferenza esterna.
Punto secondo, la meshatura è completamente sbagliata. E' inutile mettere migliaia di elementi all'interno dei magneti rotorici, senza un adeguato infittimento nei traferri!!!!! la zona del traferro è quella dove si genera la coppia agente sul magnete rotorico, e non può essere modellata con due elementi di larghezza.
Punto terzo, l'aumento della precisione a 1e-9 serve quando abbiamo pezzi in ferro che possono andare in saturazione, e quindi avere caratteristiche di magnetizzazione non lineari, sembra non influenzare il caso dell'interazione di soli magneti (sono ignorante in materia, non so se è un'approssimazione o è giusto).
Io ho preso il tuo modello. Ho dato una proprietà di mesh locale di 0,5 su tutte le rette a contatto nei traferri sia interni che esterni, sia sul rotore che sullo statore, e salta fuori questo andamento della coppia:
La serie blu sono i valori numerici. La serie lilla è una cosinusoide che ho calcolato per interpolare la curva numerica. Non c'è nessuno scosatmento dallo 0.
Vedi anche tu l'andamento a "picchi" che hanno i tuoi grafici e i grafici che hai linkato fatti da altri. Un andamento del genere della coppia non è plausibile, infatti se risolvi le imprecisioni nel modello ritorni sempre al solito andamento. Devo vedere se FEMM incorpora un sistema di analisi dell'errore locale nella soluzione. Ad esempio nei FEM strutturali, si ha la continuità degli spostamenti e non delle tensioni ai nodi, guardando le differenze di tensione di elementi vicini si ha già un'idea approssimativa dell'errore che si sta facendo. Putroppo FEMM ha la pessima idea di visualizzare i campi ARROTONDANDO i valori calcolati sui singoli elementi, così sembra che vada sempre tutto bene ma in realtà non è così!
Edited by Polipone2 - 29/3/2005, 19:23. -
Polipone2.
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Per completare il discorso, ti posto lo zoom di un punto del traferro nella mia soluzione. Ti posso dire che NON è ancora abbastanza infittito, peò ti rende l'idea delle precisazioni precedenti. Vedi come i colori attraversino gli elementi tagliandoli a metà? Ecco questa visualizzazione è FALSA! ogni elemento ha un unico valore in modulo del campo, essendo un elemento lineare:
saluti.
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franz5000.
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Sono molto contento dei tuoi interventi, polipone2! Altro che odiarti! 
Quello che dici è giusto, ci sono delle imperfezioni nel mio modello (mesh troppo poco fitte). Vorrei chiederti una cosa: l'integrazione l'hai fatta su tutti gli elementi del rotore contemporaneamente o su uno solo?
Un'altra cosa, mi spieghi gentilmente e in parole semplici a che serve mettere delle condizioni di contorno sulla circonferenza esterna?
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Polipone2.
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ciao, Franz!
l'integrazione è stata fatta su tutti i magneti, ho sfruttato i tuoi comodissimi file .lua
Le condizioni al contorno nascono dalla struttura stessa di un modello FEM. Non so se riesco a spiegarmi, ma nel modello matematico che descrive il sistema è necessario imporre dei vincoli, affinchè la soluzione sia univoca. Per fare un paragone strutturale (nel quale mi oriento mooooooolto meglio) se analizzo la deformazione di un corpo rigido, questo dovrà essere bloccato in almeno un punto per evitare il cosiddetto "moto rigido" ossia il corpo che trasla nello spazio, questo matematicamente corrisponde ad avere una matrice del sistema di risoluzione non invertibile.
FEMM di default impone se non specificato una condizione (cito l'help....) di dA/dN, ossia impone che le linee di flusso magnetico siano normali alla superficie, alla quale andrebbe aggiunto il valore di A in un punto, poichè in effetti le funzioni A sono infinite (è un potenziale che si ottiene da integrazioni di equaizoni differenziali). Secondo me in qualche modo FEMM da qualche parte l'infila da solo, altrimenti dovrebbe rifiutarsi di andare avanti...
Penso che nel nostro caso tuttavia le condizioni al contorno non siano così influenti, essendo un "guscio" chiuso all'esterno: il campo magnetico dello statore esterno è praticamente tutto all'interno dello statore stesso, come se fosse un anello di un trasformatore. Io avevo modellato in maniera molto approssimativa una zona di aria circostante l'apparecchio imponendo alla fine un valore di A. Ma ripeto, per le considerazioni valide per questa geometria, il problema delle condizioni al contorno è secondario.
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franz5000.
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Effettivamente questo grafico (con mesh 1) mostra che non c'è nessun momento torcente 
Comunque adesso sto lavorando su un modello che ha per rotore un magnete in configurazione Halbach, e le prime simulazioni sembrano confortanti.....
Edited by franz5000 - 30/3/2005, 16:22Attached Image
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franz5000.
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Ecco una prima simulazione del PM3h (ho chiamato così il pm3 con Halbach array). E' piuttosto seghettato anche se sul modello ho messo le mesh a 0.1 (sui lati dei magneti).
Questo è solo un risultato preliminare, ma è interessante...
Edited by franz5000 - 30/3/2005, 16:30Attached Image
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Polipone2.
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che roba è un magnete halback? comunqeu a giudicare da come è montato (ossia con più magneti a CONTATTO) forse dovremo calcolare la coppia agente utilizzando un metodo diverso... approfondisco.
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fab_78.
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ciao, complimenti ragazzi per il lavoro fatto io ahime è da un po' ke ho dovuto abbondanare simulazioni & co. in ogni caso il magnete di hallback o più propriamente l'array è la sequenza di 5 magneti che vedi nella figura di franz.. esso permette di eliminare quasi del tutto il flusso da un lato e concentrarlo solo sull'altro.. . -
franz5000.
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Diciamo che un Halbach Array è una particolare configurazione di magneti che riesce ad approssimare molto bene un monopolo magnetico, nel senso che da una parte si ha un polo mentre dall'altra il flusso è quasi nullo. Stanno pensando di utilizzarlo per i treni a levitazione magnetica.
Guarda questo link http://www.matchrockets.com/ether/halbach.html per maggiori informazioni.
Edited by franz5000 - 31/3/2005, 09:17Attached Image
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franz5000.
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Aumentando la precisione dell'analisi sul PM3h (PM3 con Halbach), cioè meshando anche l'aria a 1, dopo lunghissimo tempo ho ottenuto questo grafico: sembra che ci sia qualche strano fenomeno di risonanza.... non me lo spiego....
Attached Image
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Polipone2.
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neanche io... riesci a pubblicare la geometria del modello, che provo a cavarci qualcosa? . -
bonsai.
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ciao a tutti sono affascinato dal moto perpetuo!!!! ma dove posso trovare i magneti per fare delle prove? ho avuto un?idea brillante. CIAO A TUTTI . -
ag_smith.
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CITAZIONE (bonsai @ 20/6/2005, 15:16)ciao a tutti sono affascinato dal moto perpetuo!!!! ma dove posso trovare i magneti per fare delle prove? ho avuto un?idea brillante. CIAO A TUTTI
su http://www.compomag.com/default.asp te li vendono online.
Simulazione del PM3con femm 3.3 |