BİR MANYETİK SİSTEMİN MAXWELL 3D ALAN SİMÜLATÖRÜ İLE STATİK MANYETİK ANALİZİNİN ÇÖZÜM SÜREÇLERİ

Abstract

Bu çalışmada Ansoft firmasının “Maxwell 3D” isimli  statik manyetik çözücüsü incelenmiştir. Statik manyetik alan çözücü Sonlu Elemanlar Yöntemiyle 3 boyutlu analiz yapmaktadır.  Öncelikle modellenecek sistem dörtyüzlü elemanlara bölünür ve sonlu elemanlar ağı oluşturulur. Çözüm sürecinde iterasyonlarla ağlar iyileştirilerek hata azaltılır. Alan çözümüne başlamadan önce iletkenlerdeki iletim akımının  simülasyonu yapılır ve alan çözümü başlar. Sonlu eleman ağındaki her dörtyüzlü elemanın kenarlarının orta noktalarındaki H manyetik alan şiddeti akım yoğunluğu kullanılarak hesaplanmaktadır. Manyetik nüve malzemesinin doğrusal olmaması halinde Newton-Raphson yöntemi manyetik alan şiddeti, H hesaplaması için kullanılmaktadır. Ayrıca doğrusal olmayan bir problemin çözümünün doğrusal bir yaklaşımla yapılması için, malzemenin B-H eğrisi kullanılır. Bu yaklaşım ile H’nin doğrusal olmayan çözümü için yakın sonuçlar elde edilir. Çözücü tamamladığı çözümü bir dosyaya yazar ve hata analizini icra eder. Çözücü adaptif analiz ile en  hatalı dörtyüzlü elemanları küçülterek, belirlenen kriter yerine gelene kadar çözüme devam eder. Sonuç olarak endüktans değerleri hesaplanır, akım yoğunluğu, manyetik alan şiddeti, manyetik akı yoğunluğu, kuvvetler ve   torklar genlik ve vektörel olarak elde edilir. Ayrıca 6/4 kutuplu bir ARM’nin ve 6 kutuplu bir alternatörün statik manyetik çözümü ile elde edilen  parametrik ve görsel sonuçları örneklendirilmiştir.