Đang tải... (xem toàn văn)
ANSYS, Inc là một công ty chuyên về giải pháp mô phỏng một hệ thống kĩ thuật bằng bộ công cụ Ansys Software trên giao diện Workbench. ANSYS, Inc thành lập những năm 1970, hiện tại trụ sở công ty tại Pennsylvania, Hoa Kỳ cùng với khoảng 60 chi nhánh bán hàng tại 40 quốc gia trên khắp thế giới. 1=www.ansys.com Các sản phẩm của công ty chuyên về mảng CAE (ComputerAided Engineering hay ứng dụng máy tính vào giải quyết bài toán mô phỏng các hệ thống kĩ thuật) ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau như phân tích điện, từ, nhiệt, dòng chảy, quang học … Có thể nói ANSYS, Inc cung cấp bộ công cụ toàn diện cho một kỹ sư giải quyết các vấn đề kỹ thuật thường gặp. Các công cụ này cũng được đóng gói thành những phần mềm nhỏ riêng để người sử dụng có thể tối ưu hóa phần mềm cài đặt phù hợp mục đích sử dụng. Bên cạnh đó, ANSYS, Inc cũng cung cấp bộ phần mềm tích hợp phiên bản Student được sử dụng miễn phí dành cho sinh viên sử dụng, tuy nhiên phiên bản này không tích hợp đầy đủ các công cụ cũng như tính năng còn hạn chế. Maxwell 2D là một công cụ nhỏ trong ANSYS Electronics – một phần mềm của ANSYS Inc dùng để phân tích các mạch điện, điện tử và các cấu trúc điệntừ khác. Maxwell 2D dược tích hợp để ứng dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn trong bài toán liên quan đến điện trường và từ trường cũng như quá trình quá độ điện từ trong hệ thống. Để phân tích điện từ người ta phải đưa vào phần mềm các mô hình vật thế với các yếu tố như kích thước, vật liệu, kích thích, điều kiện xét … một các chính xác, và phần mềm sẽ chia nhỏ vật thể thành một hữu hạn phần tử nhỏ và tính toán các phương trình Maxwell trên mỗi phần nhỏ ấy và tổng hợp kết quả. Về lí thuyết thì chia càng nhỏ độ chính xác càng cao, tuy nhiên thời gian tính toán sẽ lâu hơn.
BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỌ PHA Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Vũ Thanh Sinh viên thực hiện: Đào Văn Thuận- MSSV: 2015654 Lã Quốc Việt- MSSV: 20154343 I Sử dụng công cụ ANSYS Maxwell 2D để mô động không đồng pha Giới thiệu ANSYS Maxwell 2D ANSYS, Inc công ty chuyên giải pháp mô hệ thống kĩ thuật công cụ Ansys Software giao diện Workbench ANSYS, Inc thành lập năm 1970, trụ sở công ty Pennsylvania, Hoa Kỳ với khoảng 60 chi nhánh bán hàng 40 quốc gia khắp giới [1=www.ansys.com] Các sản phẩm công ty chuyên mảng CAE (Computer-Aided Engineering hay ứng dụng máy tính vào giải tốn mơ hệ thống kĩ thuật) nhiều lĩnh vực khác phân tích điện, từ, nhiệt, dòng chảy, quang học … Có thể nói ANSYS, Inc cung cấp cơng cụ toàn diện cho kỹ sư giải vấn đề kỹ thuật thường gặp Các công cụ đóng gói thành phần mềm nhỏ riêng để người sử dụng tối ưu hóa phần mềm cài đặt phù hợp mục đích sử dụng Bên cạnh đó, ANSYS, Inc cung cấp phần mềm tích hợp phiên Student sử dụng miễn phí dành cho sinh viên sử dụng, nhiên phiên khơng tích hợp đầy đủ cơng cụ tính hạn chế Maxwell 2D cơng cụ nhỏ ANSYS Electronics – phần mềm ANSYS Inc dùng để phân tích mạch điện, điện tử cấu trúc điện-từ khác Maxwell 2D dược tích hợp để ứng dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn toán liên quan đến điện trường từ trường trình độ điện từ hệ thống Để phân tích điện từ người ta phải đưa vào phần mềm mơ hình vật với yếu tố kích thước, vật liệu, kích thích, điều kiện xét … xác, phần mềm chia nhỏ vật thể thành hữu hạn phần tử nhỏ tính tốn phương trình Maxwell phần nhỏ tổng hợp kết Về lí thuyết chia nhỏ độ xác cao, nhiên thời gian tính toán lâu Làm quen với Maxwell 2D 2.1 Vẽ đối tượng Số 1| Mở Maxwell 2D B1: Click đúp vào biểu tượng hình desktop B2: Cửa sổ có sẵn Project 1, ta đổi tên sau Nhấp chuột phải Project >> Insert >>Insert Maxwell 2D Design Quan sát giao diện mở Maxwell 2D Thanh menu Thanh công cụ Cửa số Project Cửa sổ lịch sử Cửa số làm việc Cửa số thư viện Cửa số properties Hộp tintiến báotrình Hộp Số 2| Tạo hệ tọa độ (Coordinate System) Hệ tọa độ mặc định hệ tọa độ Global ta mở rộng Coordinate System Cửa sổ lịch sử Ta tạo thêm hệ tọa độ tương đối khác cách chọn Modeller >> Coordinate System >> Create >> Relative CS >> Offset Offset hệ tọa độ có trục song song với hệ Global, Rotate hệ tọa độ quay tương đối so với hệ Global gốc trùng gốc hệ Global, Both kết hợp hệ tọa độ Khi chọn Offset/Rotate/both phía góc tay phải hình có hộp chọn hệ tọa độ Ta chọn hệ tọa độ Đề các/hệ tọa độ trụ (Cylindrical)/hệ tọa độ cầu (Spherical) cài thông số “tọa độ” hệ tọa độ so với hệ Global Trong phạm vi khảo sát động cơ, đối xứng nên ta xét với hệ tọa độ Đề cho đơn giản Khi có nhiều hệ tọa độ ta phải gán cho hệ tọa độ làm việc, ta mở rộng Coordinate System chọn hệ tọa độ khảo sát Chú ý ta không thiết dùng hệ tọa độ suốt trình Số 3| Cài đặt Xem hiển thị giao diện Ta chọn View Menu để lựa chọn chế độ xem Status Bar : Thanh trạng thái Project Manager: Cửa số Project Message Manager: Hộp tin nhắn Property : Cửa sổ Property Progress: Hộp tiến trình Component Lib : Cửa sổ thư viện Layers Nets Components Docking Window Layouts Variables: Các biến số sử dụng Fit All : Khớp hình vẽ với hình Fit Selection: Khớp phần chọn với hình Coordinate Sys : Kích thước trục tọa độ Grid Settings : Lựa chọn ô mắt lưới Option : Một số cài đặt khác Số 4| Các đối tượng hình học Maxwell 2D Point: Đối tượng dạng điểm độc lập Vertex: Điểm thuộc phần cạnh (Edge) điểm cuối đường (Line) Line: Đối tượng dạng đường độc lập Edge: Đối tượng đường thuộc phần (Sheet) mặt (Face) Sheet object: Đối tượng bề mặt độc lập Face: Đối tượng bề mặt thuộc phần (Sheet) khối đặc (Solid) Solid object: Đối tượng có dạng thể tích xác định (đặc) Planes: Các mặt tọá độ XY, YZ, XZ Số 5| Cách vẽ đối tượng Maxwell 2D Để vẽ đối tượng ta dùng lệnh Draw (hoặc bấm chuột vào biểu tượng công cụ, nhiên trình bày cách dùng lệnh để vẽ) Line: Vẽ đối tượng đường thẳng Spline: Vẽ đối tượng đường cong Arc: Vẽ đối tượng đường cong điểm vẽ phần đường tròn Rectangle: Vẽ hình chữ nhật Ellipse: Vẽ hình elip Circle: Vẽ hình tròn Regular Ponygon: Vẽ hình đa giác Sweep: Quét đối tượng quanh trục User Definied Primitive: Sử dụng mẫu có sắn để vẽ User Defined Model Plane: Vẽ mặt phẳng Point: Vẽ điểm Line Segment Region: Tạo vùng không gian khảo sát Số 6| Chỉnh sửa đối tượng vẽ Sau vẽ đối tượng, cần chỉnh sửa thơng số ta vào Cây lịch sử (History Tree) click đúp vào đối tượng cần thay đổi nhập thông số muốn thay đổi Ví dụ muốn thay đổi tọa độ đường Line vẽ, ta nhập vào ô điểm đâu fvaf cuối giá trị tương ứng cần thay đổi Tương tự với đối tượng khác Các đối tượng Line, Sheet … thường sử dụng ta muốn vẽ khảo sát đối tượng k có mẫu; khảo sát động ta sử dụng mẫu có sẵn User Defined Primitive Số 7| Cách sử dụng cơng cụ mẫu có sẵn Để lấy mẫu có sẵn ta chọn Draw >> User Defined Primitive >> RMxprt Trong thư viện mẫu có sẵn phần cấu thành lên số loại động thông dụng (động KĐB, động ĐB, động chiều …) số loại động đặc biệt (động BLDC, động bước …) ta việc chọn sau cài đặt thơng số cho Ví dụ muốn vẽ rotor/stator động KĐB ta chọn vào Slotcore, vẽ dây quấn động ta chọn vào LapCoil, vẽ lồng sóc ta chọn SquirrelCage … Chú ý Maxwell 2D ta đưa độ dài (length) chi tiết Số 8| Một số lệnh chỉnh sửa (Modeller) hay dùng 8.1 Chọn hệ tọa độ làm việc Modeller >> Coordinate >> Set working coordinate 8.2 Lệnh chép đối tượng (Duplicate) Click chuột phải vào đối tượng cần chép >> Edit >> Duplicate >> Along Axis Asis : Trục mà vật thể quay, mặc định trục z Angle: Góc hai vật thể liên tiếp Total number: Tổng số vật thể cần chép 8.3 Lệnh chia tách đối tượng B1: Click chuột phải đối tượng cần chia tách B2: Edit >> Boolean >> Separate Bodies 8.4 Lệnh hợp đối tượng 8.5 Lệnh cắt (Subtract) 2.2 Gán thông số cho đối tượng Sau vẽ xong đối tượng ta gán cho thông số vật liệu, đại lượng điện từ số thông số khác Số 1| Chọn chế độ xét Maxwell 2D >> Solution type Ta chọn chế độ để khảo sát Magnetostatisc: Chế độ từ tĩnh với dòng điện chiều xoay chiều hiệu dụng Transient: Chế độ độ với dòng điện xoay chiều Eddy Current: Xem xét dòng điện xốy (dòng xoay chiều gây với lõi thép) Electrostatic: Xét điện trường tĩnh Ở ta thường chọn chế độ độ chế độ xác lập từ trường để khảo sát - Chọn Coil CoilRe nửa xóa đi, để lại nửa mẫu - Vẽ InnerRegion Chọn vật liệu vacuum Vẽ Band có thơng số sau đổi tên Sheet thành InnerRegion Vẽ Band khác với thông số sau - Chọn InnerRegion Band, dùng lệnh Subtract để trừ nửa InnerRegion Vẽ OuterRegion - Chọn vật liệu vacuum - Vẽ Band có thơng số sau đổi tên Sheet thành OuterRegion Vẽ Band: Đây vùng quay - Chọn vật liệu vacuum - Vẽ Band có thơng số sau đổi tên Sheet thành Band - Vẽ Band khác với thông số sau (Band công cụ) - Chọn Band, dùng lệnh Subtract để trừ nửa Band Sau vẽ xong ta hình sau IV.2 Đặt thơng số động cơ: - Vào Maxwell2D > Model > Set Model Depth > Điền 150mm - Vào Maxwell2D > Solution Type > Chọn Transient Cài đặt vùng chuyển động quay ( Model ) Chọn Band > Ấn chuột phải > AssignBand Đặt thông số sau: Cài đặt đường biên ( Boundaries ) - Chọn cạnh bên động mũi tên Ấn chuột phải > Assign Boundary > Master - Chọn cạnh bên động mũi tên Ấn chuột phải > Assign Boundary > Slave - Chọn cạnh ngồi động hình vẽ > ấn chuột phải > Assign Boundary > VectorPotential > OK Cài đặt kích thích ( Excitation ): - Chọn Bar > ấn chuột phải > Assign Excitation > EndConnection > Điền thông số > OK - Chọn cuộn dây dòng điện vào pha A > ấn chuột phải > Assign Excitation > Coil Chọn cuộn dây dòng điện pha A > ấn chuột phải > Assign Excitation > Coil Ấn chuột phải vào Excitation > Add Winding > Điền thông số Nhấn chuột phải vào PhaseA > Add Coils > Chọn cuộn dây Làm tương tự với PhaseB PhaseC Cài đặt phân tích ( Analysis): Nhấn chuột phải vào Analysis > Add Solution Setup > Điền thông số > OK Cài đặt lưới mơ phỏng: Để tăng độ xác mơ chỉnh sửa cài đặt lưới Nếu không để mặc định Chạy kiểm tra phân tích, xem kết mơ phần hướng dẫn phần Maxwell2D V Kết luận Sau khoảng học kì tích cực tìm hiểu thầy giáo tận tình bảo chúng em cuối hiểu cách sử dụng công cụ tính tốn từ trường Maxwell 2D phần mềm Ansys Electronics để mơ phỏng, tính tốn, phân tích kết hệ điện từ đặc biệt mô động không đồng ba pha để xem từ trường đáp ứng động thay đổi cấu tạo tham số đầu vào Từ việc mô động em hiểu rõ cấu tạo nguyên lí hoạt động động không đồng bộ, nữa, điều khiến cho em cảm thấy thích thú với việc thiết kế máy điện, tạo định hướng tảng để em tiếp tục học môn học sau Những nội dung chúng em thực môn học ĐỒ ÁN II là: + Về kiến thức: Hiểu sâu cấu tạo, nguyên lí làm việc động KĐB số loại động khác; nắm sơ cách thiết kế động không đồng bộ; biết sử dụng phần mềm để mô động thay đổi thông số để xem kết khác nhau, từ kết luận ảnh hưởng thơng số tới đặc tính động cơ; cong số kiến thức khác trau dồi trình làm ĐỒ ÁN + Về kỹ năng: Giúp em có số kỹ mềm cần thiết tìm đọc tài liệu; kĩ làm việc nhóm; kỹ giao tiếp số kỹ khác Tuy nhiên sau thời gian mày mò thực với phần mềm, em nhiều chỗ chưa thực thực chưa đạt, thời gian có hạn khơng thể thực khối cơng việc lớn, em xin dành lại tiếp tục tìm hiểu đồ án mơn học Nội dung báo cáo sơ sài thừa/thiếu nội dung, em mong nhận lời nhận xét, góp ý, chỉnh sửa từ thầy giáo bạn để nội dung em thực hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! ...I Sử dụng công cụ ANSYS Maxwell 2D để mô động không đồng pha Giới thiệu ANSYS Maxwell 2D ANSYS, Inc công ty chuyên giải pháp mô hệ thống kĩ thuật công cụ Ansys Software giao diện Workbench ANSYS, ... ANSYS, Inc cung cấp cơng cụ tồn diện cho kỹ sư giải vấn đề kỹ thuật thường gặp Các cơng cụ đóng gói thành phần mềm nhỏ riêng để người sử dụng tối ưu hóa phần mềm cài đặt phù hợp mục đích sử dụng. .. cạnh đó, ANSYS, Inc cung cấp phần mềm tích hợp phiên Student sử dụng miễn phí dành cho sinh viên sử dụng, nhiên phiên khơng tích hợp đầy đủ cơng cụ tính hạn chế Maxwell 2D công cụ nhỏ ANSYS Electronics