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Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Circuiti e campi elettromagnetici

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[1] Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Messaggioda Foto UtenteAlexN » 3 mag 2013, 19:43

Porgo innanzitutto un caloroso saluto a tutti visto che questo è il mio primo post, detto questo passo alla questione: anche se è passato ormai "qualche anno" dal diploma di perito elettrotecnico sono rimasto appassionato della materia e in alcune prove per approfondire l'uso di FEMM mi sono imbattuto in un problema.

Per queste prove mi sono rifatto ad circuito elementare
circuito2.png
Circuito di prova
circuito2.png (150.64 KiB) Osservato 2712 volte

Fino a quando ho effettuato le prove con il traferro, tutto OK, i conti tornavano ed erano concordi con i calcoli su "carta". Il problema è sorto al calcolo della forza portante con traferro nullo (il circuito è uguale a quello in figura solo con traferro nullo). Al posto del valore che mi sarei aspettato dai calcoli e determinato con la classica formula
F=\frac{B^{2}\cdot S}{2\cdot \mu _{0}}
con FEMM mi sono ritrovato un valore "incredibilmente più piccolo"! Come mai? È un limite di FEMM oppure sbaglio qualcosa io?

A questo punto mi è sorto un altro dubbio (probabilmente legato al primo). Ho immaginato di sostituire al
valore di \mu _{r} dell'aria una permeabilità maggiore (esempio \mu _{r}=100 per simulare la presenza di un corpo in acciaio al carbonio nel traferro) e la forza, al contrario di quanto mi aspettassi (cioè rispetto al caso \mu _{r}=1), anche in questo caso è diminuita!
Sbaglio qualcosa? Per caso la fornula: F=\frac{B^{2}\cdot S}{2\cdot \mu _{0}} non è più valida e in casi come questi al posto di \mu _{0} va sostituito il \mu del mezzo?

Un'ultima puntualizzazione su come ho determinato il valore della forza tramite FEMM,
contourns, dal nodo 1 al nodo 2, integrate, Force from Stress Tensor;
il valore non si discosta di molto se seleziono dal nodo 3 al 4.
Spero di essere stato abbastanza chiaro nonostante abbia cercato di essere sintetico, vi ringrazio anticipatamente,
Alessandro
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[2] Re: Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Messaggioda Foto Utenterini » 4 mag 2013, 12:35

AlexN ha scritto:Come mai? È un limite di FEMM oppure sbaglio qualcosa io?[/b]


Prova a caricare il file .FEM relativo a questa simulazione che provo a darci uno sguardo anche se penso che sia un problema di mesh.
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[3] Re: Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Messaggioda Foto UtenteAlexN » 4 mag 2013, 17:22

Grazie rini, ecco qui il file
Test_no_traferro.zip
File del circuito di prova
(1.21 KiB) Scaricato 101 volte

l'ho dovuto zippare perché non mi ha fatto caricare il file .FEM direttamente.
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[4] Re: Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Messaggioda Foto Utenterini » 4 mag 2013, 18:23

Ma veramente quando delta = 0 non ci dovrebbe essere proprio nessun tipo di forza, perché è un pezzo unico, in pratica un induttore (hai caricato un file con delta = 0).


io per calcolare la forza faccio così:
Area, seleziono l'ancoretta, integrate, Force via Wieghted Stress Tensor
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[5] Re: Calcolo della forza in circuito magnetico con FEMM

Messaggioda Foto UtenteAlexN » 5 mag 2013, 17:45

Probabilmente non sono riuscito a spiegarmi bene, ma ho caricato il file con delta=0 perché il mio problema è calcolare la forza portante (quindi con delta=0). Nel caso delta > 0 tutto quadra.

Tornando alle tue parole, in che senso "quando delta = 0 non ci dovrebbe essere proprio nessun tipo di forza"? E allora la forza portante di un elettromagnete?

Sul metodo che mi suggerisci per il calcolo della forza, questo si può usare se attorno all'ancora c'è aria, nel caso in esame (delta=0) il programma mi dice che la regione non è valida!
Ecco perché usavo il metodo che ho descritto (e che penso sia equivalente).

Buona Domenica.

Alessandro
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