tema stmncoman remus grupa siim1 1

7/18/2019 Tema STMNComan Remus Grupa SIIM1 1

http://slidepdf.com/reader/full/tema-stmncoman-remus-grupa-siim1-1 1/13

Universitatea “Politehnica dinBucureşti”

Facultatea de InginerieElectrică

LUCRAREA 1

RA!UC"RI#!UCI$

%asterand& %"CA#I'( I"#U'

)ru*a& +II% 1



Trad ucto rul ind uctiv

1. Scopul lucrarii

Scopul acestei lucrari este reprezentat de calcularea campului

magnetic bidimensional (2D) într-un traductor inductiv si in unul inductiv

diferential prin modelarea numerica cu ajutorului programului profesional

COMSO Multip!"sics#

2. De f ini r ea pro b le m ei

$raductoarele inductive fac parte din categoria traductoarelor

parametrice (care convertesc marimea neelectrica de masurat intr-unparametru electric %inductivitatea- )# &nductivitatea proprie sau mutuala a

senzorului este modificata de acele marimi care influenteaza geometria sau

permeabilitatea magnetica a senzorului#

'vem un traductor inductiv si un traductor inductiv diferential#

raductor inductiv este realizat dintr-o bobina avand miez

feromagnetic mobil# Deplasarea armaturii conduce la modificarea

inductivitatii bobinei adica *+#



,nde

este inductivitatea proprie a

bobinei. /m este reluctanta

circuitului magnetic.

l0 l2 reprezinta lungimea liniilor de camp in armatura mobila si respectiv incircuitul magnetic principal.

d este intrefierul circuitului magnetic egal cu deplasarea ce trebuiemasurata.

m1 este permeabilitatea magnetica a vidului.

me este permeabilitatea magnetica a tolelor ce compun circuitul

magnetic al bobinei. ' este aria sectiunii transversale a circuitului

magnetic#

T rad u ct o r i n d uc ti v d if e r en ti a l reprezint3 practic doua traductoareinductive puse în oglinda#

C4mpul magnetic sta5ionar (în realitate 6($)7f(t) rezulta regim armonic)



",s& 'z7constant rezult3 linii de c4mp#

8rop# fizice 79 surse

&ndicele material este notat cu :# 'vem dou3 probleme liniar3 ;ineliniar3 unde

armatura are valoarea :r70111#

Condi5ii pe frontier3

a) Diric!let A-./b) <e=man dA0dn./

",s& Dac3 frontiera este prea îndep3rtat3 valorile induc5ieipot > foarte mici tinz4nd spre zero# unc5ia cunoscut3 esteconstant3 pe frontier3# ?n >ecare punctpot determina temperatura# Condi5ia Diric!let ne ofer3 temperatura $ constant3 #

@ eo m e t r ia t ra d uc t o are lo r d e fo rma C A&#



Semnificatie simboluri:

• C10 ;i C12 reprezint3 arm3turile >Be respectiv mobile

• C1 ;i C1 reprezint3 bobinele unde intr3 respectiv iese curentulelectric

adic3 Ee 7-011 'Fm2 respectiv Ee 7011 'Fm2z z

• C1G reprezint3 zona cu aer delimitat3 de o frontier3#

2 %e t o d ă n u3 e r i c ă

8rincipiul acestuia const3 în discretizarea domeniului de calcul în subdomenii diferite de dimensiuni >nite ;i aproBimareafunc5iei de poten5ial în interiorul acestora# /ezult3 c3 domeniul

av4nd o in>nitate de grade de libertate va > înlocuit cu un altdomeniu av4nd un num3r finit de grade de libertate#

<um3rul elementelor >nite dimensiunile ;i modul de interpolarevor afecta în mod direct eroarea solu5iei#

8entru acest model am aplicat metoda elementului finite si unmas! parametrizat pentru bobine#



Rezultate obținute:

radu ct orindu ct iv

Densitatea de ux magnetic întraductor

Eidențierea liniilor dec!mp



"abel #i gra$c cu alorile m%surate

",s& Dupa cum se oberva din gra>c pot spune ca induc5ia în interiorulbobinei aflate în partea de jos a arm3turii este aproape constanta # &arcealalta bobina din partea de sus are o caracteristica statica neliniara si se

observa ca odata cu cre;terii distan5ei între arm3turi induc5ia bobinei scade#



r adu c t or in du c t ivd i4 er e n5 ial

Densitatea de ux magnetic într aduct or

Hviden5ierea liniilor dec4mp



$abel ;i grafic cu valorile m3surate

", s & Se constat3 c3 valorile de induc5ie a bobinelor sunt în mare parteconstante#

Se observa o prezen53 mare a fluBului magnetic în col5urileinferioare ale arm3turii

imobile#

a modificarea distantei d practic se va modifica inductanta & abobinelor #



",servatii siconclu-ii &

8entru vizualizarea campului magnetic bidimensional (2D) într-un

traductor inductiv si in unul inductiv diferential prin modelarea numerica

am folosit programului profesional COMSO Multip!"sics#

'm discretizat domeniul de studiat într-o mulIime de elemente

finite de obicei triung!iuri (în cazul problemelor bidimensionale)# Cu c4t

discretizarea este mai fin3 (conIine mai multe elemente finite) cu at4t

soluIia este mai precis3# 8rogramul calculeaz3 m3rimea de c4mp

(potenIilalul magnetic vector în cazul acestei aplicaIii) în fiecare nod al

triung!iurilor de discretizare# <um3rul de noduri reprezint3 num3rul degrade de libertate (de necunoscute)#

Metoda elementelor finite este in prezent cea mai utilizatametoda aplicata la solutionarea problemelor de camp electromagnetic sitermic deoarece prezinta urmatoarele avantaje importante

- este aplicabila domeniilor neomogene si neliniare.- necesita un algoritm usor de implementat.- are un grad de generalitate sporit prin modurile diverse de

discretizare si posibilitatea alegerii tipului de element finit. reteaua dediscretizare poate fi indesita local.

- conduce la un sistem de ecuatii matriciale cu matriceacoeficientilor slab populata simetric si pozitiv definita in majoritateacazurilor ceea ce permite utilizarea unor sc!eme de rezolvare iterativefoarte performante#

'm utilizat conditiile -Diric!let- <euman

Conditia Diric!let -am impus o valoare constant3 a potenIialuluimagnetic vector ' pe frontier3# ?n cazul acestei probleme pe frontiereleeBterioare s-a impus ' 7 1 ceea ce înseamn3 c3 nu eBist3 c4mp magnetic înafara domeniul (suprafeIele eBterioare sunt magnetic izolate)#

CondiIia <euman (n B 6 7 1) se impune în cazul simetrieitransversale a c4mpului#

'ceast3 condiIie se impune pe latura de jos a domeniului#

Func7ionare traductorului& Componenta mobila a traductoarelor

inductive (arm3tura mobil3) este solidara cu subansamblul a c3rui deplasare



se determinat3 prin modificarea distanIei B dintre arm3tura mobil3 Jiarm3tura fiB3 practic se modific3 inductanIa bobinei #



8entru îmbun3t3Iirea performanIelor acestor traductoare în specialpentru m3rirea

zonei de liniaritate se folosesc montaje diferenIiale#

$raductor inductiv diferen5ial este compus din doua bobine identice 0

si 2 fiecare avand lungimea l de-a lungul carora se poate deplasa un miezferomagnetic cu aceeasi lungime l astfel incat in momentul in careinductivitatea uneia dintre bobine este maBima a celeilalte sa fie minima#

Dac3 frontiera este prea îndep3rtat3 valorile induc5iei pot fi foartemici tinz4nd spre zero# unc5ia cunoscut3 este constant3 pe frontier3# ?nfiecare punct pot determina temperatura# Condi5ia Diric!let ne ofer3temperatura $ constant3 (eBemplu geamul termopan)#

&n cazul traductoarelor inductive se observa o scadere eBponentiala care semanifesta astfel odata cu cre;terii distan5ei între arm3turi scade induc5ia bobinei#

tema stmncoman remus grupa siim1 1

Documents