Original title: Simulace toroidních cívek v Ansoft Maxwell 3D
Translated title: Simulation of toroid coils in Ansoft Maxwell 3D
Authors: Daněk, Michal ; Pfeifer, Václav (referee) ; Hanák, Pavel (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2009
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Diplomová práce je zaměřena na simulaci elektromagnetického pole v programu Ansoft Maxwell 3D, který pro simulaci elektromagnetických polí využívá metodu konečných prvků. Nejprve je uveden postup tvorby geometrického modelu toroidní cívky, který má šedesát pět závitů. Tento model je nutné odladit a připravit ho pro generaci sítě prvků - meshe. Modelu přiřadíme fyzikální vlastnosti a tím vznikne fyzikální model. Nastaví se okrajové podmínky, budící proud, materiál jádra, materiál vinutí a parametry pro generaci meshe. V knihovně materiálů bude vytvořen materiál firmy Kashke K4000 a následně definujeme dle katalogového listu jeho BH křivku. Analýza je provedena ve dvou režimech. V režimu magnetostatickém je použito stejnosměrných proudů (7,5A; 10A; 15A; 20A a 25A) a lineárního/nelineárního materiálu jádra. V režimu transientní analýzy je cívka buzena proudovým impulsem. V programu Ansoft Maxwell editor obvodů vytvoříme zdroj generující proudový impuls. Tento zdroj buzení je pak k cívce připojen jako externí zdroj prostřednictvím terminálu. Materiál jádra je v případě transientní analýzy lineární, protože Ansoft Maxwell 3D neumožňuje v transientní analýze využít nelineární materiál. Nastavení parametrů transientní a magnetostatické analýzy je odlišné. U transientní analýzy se navíc zadává koncový čas a časový krok, pro který se má daná úloha řešit. Zadávají se rovněž časové body, ve kterých se magnetická indukce a intenzita magnetického pole spočítají a později je bude možné zobrazit. Vypočtená pole jsou v práci prezentována jako obrázky. Rovněž je uveden postup, jak se používá kalkulátor pole z hodnot v postprocesingu. V závěru jsou shrnuty dosažené výsledky. The master thesis is focused on the simulation of the toroid coils in Ansoft Maxwell 3D software, which uses finite element method for electromagnetic field simulation. Firstly the process creation of the geometric model toroid coil with seventy-five threaded is presented. It is necessary to debug this model and prepare it for the mesh generation. Physical properties are assign to this model and it gives rise to the physical model. We will set boundaries, excitation current, core material, winding material and the parameters for the mesh generations. New material Kashke K4000 will be created in the materials library and subsequently we will define its BH curve on the basis of datasheet. Analysis is made in two modes. Direct currents (7,5A; 10A; 15A; 20A; 25A) and (non)linear materials are used in magnetostatic solution. Toroid coil is excited by current pulse in transient solution. In Ansoft Maxwell Circuit editor a source which generates current pulse will be created. This excitation will be assigned to the toroid coil as an extern source through a terminal. Core material is linear in the case of transient analysis, because Ansoft Maxwell 3D doesn´t allow to use nonlinear material in this solution. Settings are different in transient and in magnetostatic analysis. End time and time step are entered to solve this task in transient analysis. Time points are entered too. Flux density and electromagnetic field strength are calculated in these time points and later it will be possible to view the results. Calculated fields are shown as the pictures in this thesis. The procedure how to use a field calculator in the postprocessing is given as well. The achievements are summarized in the conclusion.
Keywords: Ansoft Maxwell 3D; Ansoft Maxwell Circuit Editor; BH curve; boundaries; current pulse; electromagnetic field; electromagnetic field strength; excitation current; feometric model; field calculator; finite element method; flux density; Kashke K4000; linear material; magnetostatic solution; mesh; mesh generate; nonlinear material; physical model; postprocessing.; solenoid; Toroid coil; transient solution; Ansoft Maxwell 3D; Ansoft Maxwell editor obvodů; BH křivka; budící proud; elektromagnetické pole; fyzikální model; generace sítě prvků; geometrický model; intenzita magnetického pole; kalkulátor pole; Kashke K4000; lineární materiál; magnetická indukce; magnetostatická analýza; metoda konečných prvků; nelineární materiál; okrajové podmínky; postprocessing.; proudový puls; solenoid; síť prvků; Toroidní cívka; transientní analýza

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/21461

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-557298


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses