类似电磁阀结构的Maxwell瞬态仿真

eleven19

本人最近在用Maxwell做一个类似电磁阀结构的瞬态仿真，遇到了一些问题，例如设置的部件一直无法运动，算出的力也不对，这到底是为什么呢？motion setup设置如下图，电磁铁通电吸引下方的衔铁向上运动，可是计算出来的磁力确实负值，这是怎么回事？而且衔铁也不会动。

李忠翔

你的问题我遇到过，问题挺多，我给你说一下改的思路。
1.设置对求解类型，这是2D
对称的。
2.你的模型左侧应该边界和z轴重合，因为本来就是关于z对称的1/2模型，不然跑不通。
3.你的动铁和盖板重合了，本来就运动不起来
4.你给的物体质量1g反力0.01N这都10m/s2的反向加速度了，怕是不好运动
具体的问题还是要看你的源文件，联系你先打开左上角“file-open examples”里面有一个开关的例子，学一学设置，找一找自己模型的问题，再看看你这个

李忠翔

我是做开关电磁仿真的，以前做过，明儿我打开以前的东西再看看，再和你交流吧

eleven19

李忠翔 发表于 2019-2-28 00:21
你的问题我遇到过，问题挺多，我给你说一下改的思路。
1.设置对求解类型，这是2D
对称的。

非常感谢您的解答，
1、因为我想做一个衔铁吸合的动态过程，所以求解类型我选的是瞬态分析。
2、模型左侧一定要和Z轴重合吗？因为我设计的实体本来就是铁芯和衔铁中间有0.5mm直径的通孔。
3、动铁（即衔铁）初始状态就是落在下盖板上的，但是模型中我还是留有很小的距离的，重合应该是没有的。
4、物体质量和负载这一项确实有点不太明白，整体是非常小的，动铁质量差不多是1克，再加上运动过程中会受到一定的摩擦力，所以我就设置了质量1克，负载0.01N，动铁受到竖直向下的总力是0.02N，所以我想着如果电磁铁在间隙1mm时能产生0.03N左右的向上的吸力应该就能让动铁运动起来。
不知道我这样的思路是否正确？
最让我想不明白的是为什么线圈对动铁产生的吸力Force_Z是负值，不应该是正值吗？负值是代表动铁受到的力向下吗？

李忠翔

你好，我跑了一下。发现的问题先给你说一下：
1.首先要考虑涡流效应，可以选中所要计算的物体，然后点击菜单栏上的 Maxwell 2D/Excitation/Assign/Set Eddy Effect 选项
2.我注意到你把负载反力设为0了，我刚给改成-0.01N了，这个没大影响。问题是你的winding电压设置的太低，我把12V改成1200V后dongtie就动了。
我的版本高，给你发了估计你也打不开，给你截个图，按照我的设置来你再试试。（注：0s dongtie没动，0.03s dongtie移动到上限位置）

李忠翔

你自己也查查问题，可以参数化一下电压值，找到动铁运动的临界电压，祝你好运！

李忠翔

你原来的其他设置没问题，是我根据自己以前做的东西先入为主了，还以为你设置的有问题

eleven19

李忠翔 发表于 2019-2-28 13:38
你自己也查查问题，可以参数化一下电压值，找到动铁运动的临界电压，祝你好运！

线圈的参数我之前是根据螺线管计算公式得出的，把电压设到非常大之后确定是动了，但感觉完全不应该是这样的啊。之后我修改了很多次电压参数得到下面的图，有两个问题：1、还是为什么Force_Z在电压230V之前会是负值，但它的值却都有几百毫牛顿，其实只要动铁受到20mN向上的吸力就足够让他运动了呀，但因为产生的电磁力是负值所以动铁一直运动不起来。
2、在230V之后，动铁受到的Force_Z开始转正值了，所以动铁就动起来了，但问题是，其他参数未改变的前提下，220V的时候Force_Z的稳定值是-120mN左右，但230V的时候Force_Z的稳定值是5N左右，这完全是没法理解啊

李忠翔

这个确实挺奇怪的，我回去再仿一下

李忠翔

我又仿了一下，和你的结果一样，确实费解。小电压下会受到z方向的反力，大电压下又会受到正向的力，不合理，希望有大神来解释一下！

xjtukangxufeng

想问一下 你这个磁路是咋样子的。都不闭合啊。

eleven19

xjtukangxufeng 发表于 2019-3-1 11:13
想问一下 你这个磁路是咋样子的。都不闭合啊。

磁路闭合啊，就是一直不清楚为什么小电压的时候电磁力是负值，按理说应该是Z的正方向啊

李忠翔

eleven19 发表于 2019-3-1 12:39

                               
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磁路闭合啊，就是一直不清楚为什么小电压的时候电磁力是负值，按理说应该是Z的正方向啊

中间间隔空气，如果没有限位一开始是向下运动的（磁路最短），所以初始力是负值，向下的

李忠翔

eleven19 发表于 2019-3-1 12:39

                               
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磁路闭合啊，就是一直不清楚为什么小电压的时候电磁力是负值，按理说应该是Z的正方向啊

但是为什么电压增大后力向上，我也解释不了

eleven19

李忠翔 发表于 2019-3-1 12:56
中间间隔空气，如果没有限位一开始是向下运动的（磁路最短），所以初始力是负值，向下的

这句话不太能理解，您的意思是说运动物体初始状态没有和下盖板接触（就是悬空的意思），所以运动物体在重力和负载的作用下往下运动吗？实际情况下其实运动物体初始应该是落在下盖上的，但由于模型创建时提示Moving objects touch the stationary shell，所以我才让运动物体与下盖板之间留有很小的间隙的。

李忠翔

eleven19 发表于 2019-3-1 13:34
这句话不太能理解，您的意思是说运动物体初始状态没有和下盖板接触（就是悬空的意思），所以运动物体在重 ...

你没有理解我的意思,首先你的dongtie和下盖板中间间隔有空气，所以如果上比较小的电，此时的磁场比较小，气隙饱和的趋势大于本身的电磁吸引的趋势；磁场在气隙小的地方吸力比较大，所以一开始是受向下的电磁吸力，当然如果没有限位（你已经设运动下限为0°了）一开始是向下运动的（磁路最短），所以初始力是负值，向下的；而当你的电压加的越来越高的时候，将通电线圈可以看成一个磁铁。此时靠近上盖板的上端的气隙处磁场强度比较大，此时上盖板对dongtie本身的电磁吸引的趋势大于气隙饱和的趋势，所以表现为向上运动。而向上向下受力的临界值大约为220V，这就是你的图像分段绘制出来的原因。究其根本，是你的磁路设计的不合适而导致的，这个设计是有点问题的。

李忠翔

eleven19 发表于 2019-3-1 13:34
这句话不太能理解，您的意思是说运动物体初始状态没有和下盖板接触（就是悬空的意思），所以运动物体在重 ...

建议你将磁场的矢量图调出来，观测它的磁路，就可以找到原因了。

eleven19

李忠翔 发表于 2019-3-1 22:00
你没有理解我的意思,首先你的dongtie和下盖板中间间隔有空气，所以如果上比较小的电，此时的磁场比较小， ...

嗯，好的，我再把整体设计改改，非常感谢！

top10li

李忠翔   说得对，dongtie距离gaiban较近，当电流小的时候，力向下，当电流大的时候，力才向上，跟你设计的想法不一样，磁路设计有点问题。

xjtukangxufeng

eleven19 发表于 2019-3-1 12:39
磁路闭合啊，就是一直不清楚为什么小电压的时候电磁力是负值，按理说应该是Z的正方向啊

磁铁会朝着气隙减小的方向运动，在你的这个设计中磁铁没有往上运动的趋势啊，假设往上动了之后上部分气隙减小但下部分气隙增加，总的气隙没有明显变小，也就是磁阻没有明显减小。建议您思考一下磁路的构成。前期设计比仿真更重要。设计定思路，仿真只是为了定参数。