Запуск программы и настройка параметров задачи

Запустить программу FEMM 4.2. Выполнить команду "New" главного меню, в открывшемся окне задать тип задачи "Magnetics Problem". Выбрать команду главного меню "Problem" и задать: вид задачи - Planar (плоскопараллельная), единицу длины (length units) - Millimeters, частоту (frequency) - 0, глубину (Depth) -10.Остальные параметры можно оставить без изменения и нажать "ОК". Целесообразно дать файлу имя, например -"Magnet", и сохранить его командой "Save As" главного меню.

Построение геометрии.

Установить режим редактирование точки. Ввести точку начала координат (0;0), а также следующие координаты точек 1-14 в сантиметрах.

т.1-(28;17); т.2-(7,6;17); т.3-(7,6;13,2); т.4- (-7,6;13,2); т.5-(-7,6;25); т.6-(38;25);

т.7-(40,0;13); т.8-(48;13);т.9-(40,0;-13); т.10-(48;-13); т.1’-(28;-17); т.2'-(7,6;17);

т.3'-(7,6;-13,2); т.4'-(-7,6;-13,2); т.5'-(-7,6;-25); т.6'-(38;-25); т.11-(26,2;13); т.12-(18,3;13); т.13-(18,3;-13); т.14-(26,2;-13).

Перейти в режим редактирования линии и соединить последовательно все точки, как показано на рис. 2. Построенные прямые линии, образуют контуры неподвижного магнитопровода и катушки электромагнита. Перейти в режим редактирования дуги, соединить точки 4 и 3 дугой с углом 60⁰ . Аналогично соединить точки 3’ и 4’. Далее, вернуться в режим редактирования точки для построения контура ротора. Ввести координаты точек ротора: т.15-(-7.6; 12.4), т.16- (7.6; 12.4), т.17- (7.6;-12.4), т.18- (-7.6;-12.4). Перейти в режим редактирования дуги и соединить точки 15 16 и точки 18 17 дугой с углом 60⁰. Затем, в режиме редактирования линии соединить точки 15-18 и 16-17. В результате, на мониторе появится контур ротора, продольная ось которого составляет 0⁰ с осью y.

Для облегчения, в дальнейшем, редактирования положения ротора, входящие в его состав дуги и отрезки, необходимо объединить в одну группу, например, с номером 1. Для этого достаточно выполнить следующие действия. Выделить один из элементов ротора и нажать клавишу пробел. В открывшемся окне, в поле IN Group поставить 1 и нажать "ОК". Аналогично поступить с остальными дугами и отрезками ротора.

Рис. 2. Модель электромагнита.

Так как, магнитное поле существует и вне магнитопровода магнита, следует дополнительно построить внешнюю область в форме квадрата с координатами вершин - (70,70), (-70,70), (-70,-70), (70,-70). При построении внешней области необходимо, чтобы её сторона превосходила размеры модели в 2 и более раза. Однако, следует иметь в виду, что с увеличением внешней области возрастает и время расчёта, поэтому не следует чрезмерно увеличивать её размеры.

Создание библиотеки материалов модели.

В рассматриваемой модели кроме воздуха присутствует материал сердечников статора и ротора - сталь "M-36 Steel". Для создания библиотеки материалов модели, выбрать следующую команду " Properties Materials Library ". Откроется диалоговое окно материалов. Окно разбито на две части: левая часть называется " Library Materials ", из которого, выбираются материалы для модели, правая часть называется " Model Materials " -материалы модели. Оно заполняется путём перетаскивания материала из левой части - в правую. Для этого достаточно сделать клик левой кнопкой мыши на значке нужного материала и, удерживая её, перетащить выбранный материал в правую часть. Таким образом, формируется библиотека материалов модели. Для нашей модели выбираем воздух Air и из папки Silicon Iron сталь "M-36 Steel". Характеристика намагничивания стали приведена на рис.3.