Форум » Моделирование устройств силовой электроники » Реализация модели Джайлса-Атертона в Microcap 9 » Ответить

Реализация модели Джайлса-Атертона в Microcap 9

Finarfin: К сожалению не могу достать оригинальную статью авторов, но во всех публикациях (для определенности возьмем эту) по теме модель имеет пять параметров, в то время как в microcap их только 4. Обычно во всех статьях: 1) Ms - намагниченность насыщения 2) a - масштабный коэффициент (растягивание-сжатие вдоль оси абсцисс) Ms и a - параметры безгистерезисной кривой 3) k - коэффициент безвозвратной деформации (pinning) стенок, определяет площадь петли гистерезиса (при k=0 гистерезиса нет) 4) alpha - характеризует взаимодействие (coupling, interaction) между доменами 5) c - отношение дифференциальной проницаемости кривой начального намагничивания в начале координат к дифференциальной проницаемости при рассмотрении только безгистерезисной составляющей (в других источниках - коэффициент обратимости перемещаний стенок доменов) Всего пять коэффициентов, подбираемых алгоритмом оптимизации до наилучшего соответствия экспериментальным точкам (пример реализации) В Microcap же видим только Ms, a, с и k. Но где же alpha??? Она полагается равной какому-то постоянному значению? Каково оно? Боюсь что это существенно снижает точность моделирования. По хорошему даже параметр k полагается переменным и переходят от пяти параметров к семи-восьми.

Ответов - 216, стр: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 All

locik: в общем то если бы кто то сказал что результаты моделирования и макетирования совпали с точностью 1% очень удивился бы. в лучшем случае 10%.разбросы параметров реальных компонентов отличаются на 10-ки % и даже более.

locik: в общем то если бы кто то сказал что результаты моделирования и макетирования совпали с точностью 1% очень удивился бы. в лучшем случае 10%.разбросы параметров реальных компонентов отличаются на 10-ки % и даже более.

qaki: Думается, что Aml прав, когда говорит, что корявость частных циклов всего лишь косметический дефект в модели J&A. В большинстве случаев достаточно убедиться в наличие запаса по В. Однако стоит повнимательнее присмотреться к тому, что J&A называют an arbitrary function. Неистовое желание первопроходцев гистерезиса получить простые математические выражения удобные для ручного счета и аналитических методов видимо в какой-то мере сказалось и на них.

Aml: Вообще-то точность формы петли гистерезиса нужна лишь для одного - точного определения потерь в сердечнике. Во всех остальных случаях (ИМХО) достаточно того, что есть на текущий момент. Однако, точное определение потерь в сердечнике на основе существующей модели Джилса-Атертона невозможна в принципе, поскольку эта модель не учитывает частотные свойства ферромагнетика, т.е. расширение петли с ростом частоты. Т.е. имеет практический смысл бороться за точность формы петли гистерезиса только одновременно с модификацией модели для учета частотных свойств (что наша НИРовская группа и пыталась сделать в середине 90-х). Иными словами, подбор коэффициентов для одновременного более-менее точного получения частных и предельных петель - это полумера. Поскольку петля, по которой оптимизируется модель, как правило, получена на достаточно низкой частоте перемагничивания (обычно 10 кГц или даже 1кГц), то на более высоких частотах она априори неточная (в стандартном варианте). Причем, речь не о 10-20% погрешности, а, о 50% и более. Например, посмотрел потери в кольце из материала М2000НМ1 на частотах 40 и 100 кГц - http://microcap-model.narod.ru/Magnetic/parametr.htm Без учета частотных свойств они должны отличаться в 2.5 раза. На самом деле они отличаются в 3 раза. Т.е. минимум 25% погрешности имеем только за счет неучета частотных свойств.

Aml: Правда, существующая модель по потерям дает погрешность в сотни процентов. Поэтому студентам на лекциях даю такую информацию:

qaki: Aml пишет: Однако, точное определение потерь в сердечнике на основе существующей модели Джилса-Атертона невозможна в принципе, поскольку эта модель не учитывает частотные свойства ферромагнетика, т.е. расширение петли с ростом частоты. И это не удивительно. J&A в своих публикациях рассматривали только установившийся режим намагничивания применительно к сталям с низким содержанием углерода, почти к железу. В терминах классической механики это статика. Наш лектор, начиная чтение 3-х семестрового курса теоретической механики, сказал, что статика это тот раздел, который знают и студенты, и преподаватели, кинематику знают сами преподаватели, а динамику ни те, ни другие. Хорошо бы в вопросах моделирования гистерезиса подняться до уровня кинематики. Про динамику и говорить нечего. Теории сыпучих сред вообще нет. Уравнения a'la Навье-Стокса для вязких жидкостей применительно к кристаллическим решеткам, заполненных магнитными доменами, еще никто не придумал.

locik: вот что пока получилось. http://shot.qip.ru/00beVX-317zmt264a/ http://shot.qip.ru/00beVX-417zmt2649/

neon: Aml пишет: В 10-й версии ничего не изменилось по сравнению с 8-й и 9-й. так я о 10-й и писал, т. к. какой смысл сравнивать древние версии с актуальной.

qaki: Есть [url=Jiles & Atherton.pdf]перевод[/url] статьи Jiles и Atherton. Так получается, что в последнем руководстве по Микрокап 9,10 на стр 475 не совсем точно воспроизводится идея модели Джилеса и Атертона. Авторы говорят, что в их модели в рамках энергетического подхода учитывается гистерезис от перемещения и прогиба стенок доменов, а повороты предлагается учесть в дальнейшем. В книге же мы читаем, что повороты уже учтены.

qaki: to losic Вы как-то выкладовали кривульку безгистерезисного намагничивания с Вашей стартовой модели. Что-то больше не вижу ее, но это не важно. Аналогичные кривые элементарно получаются в Микрокапе, если параметр k установит равным 1. В качестве примера привожу безгистерезисную кривую феррита N87 Сами авторы в своих апостольских деяниях возлюбили уравнение Ланжевина Man(He) = Ms(coth(He/a) - (a/He)) Попробовал поиграться с ним в Matlab. Не хочет считать при Не=0. Ругается, деление на нуль, говорит, получается.

locik: это безгист.модель чана.понравился способ реализации в мультисим.т.е. использование источника магн. движ. силы и собственно самого магнитопровода.оттуда и взял.даже такое же символьное изображение.такой способ позволяет проще реализовать разветвленные магнитные цепи собирая их из кусочков нужных размеров и магн.свойств.прямо как в реалии. в мультисиме даже удалось получить максимальную гистерезисную.частные не получается.спайс совсем не знаю.в мультисиме просто реализовать длинную формулу подставлением результатов предыдущей. например: .subckt MagCore 1 2 ( .param Lm=69.12e-3 A=54e-6 Br=0.14 Bs=0.39 Hc=16 Lg=1e-7 Mo=12.566e-7 +H=V(1,3)/(Lm-Lg) +Bup=Bs*(H+Hc)/(abs(H+Hc)+Hc*(Bs/Br-1))+Mo*H +Bdn=Bs*(H-Hc)/(abs(H-Hc)+Hc*(Bs/Br-1))+Mo*H +B=(Bdn+Bup)/2 G1 1 3 value=B*A R1 3 2 Lg/Mo/A ) .ends MagCore в лтспайс примерно так же но с ипользованием func().скобки именно пустые. в микрокапе пока не пойму как это сделать.вот как это выглядит .subckt MagCore 1 2 .param Lm=69.12e-3 A=54e-6 Hc=16 Bs=0.39 Br=0.14 Lg=1e-7 Mo=12.566e-7 G1 1 3 value={A*(Bs*((V(1,3)/(Lm-Lg))-Hc)/(abs((V(1,3)/(Lm-Lg))-Hc)+Hc*(Bs/Br-1))+Mo*(V(1,3)/(Lm-Lg)) ++Bs*((V(1,3)/(Lm-Lg))+Hc)/(abs((V(1,3)/(Lm-Lg))+Hc)+Hc*(Bs/Br-1))+Mo*(V(1,3)/(Lm-Lg)))/2} R1 3 2 {Lg/Mo/A} .ends MagCore читаемость плохая. поэтому прошу помощи.все таки надо учить матчасть.может само представление магн.потока как G1 неправильное.

qaki: Сравнил В-Н кривые популярного феррита N87, получаемые в Микрокапе, и с помощью программы MDT.exe фирмы Эпкос. Сделал простенькую модельку классической схемы измерения В-Н кривых. На входе синусоидальный намагничивающий ток частотой 100 Гц, на выходе интегратор tau=100 мсек. Сама схема и полученные кривые на рис.[url=]B-H[/url] Можно сказать, что кривые не слишком отличаются. Но есть интересный моментик - восходящая и нисходящая ветви кривой Микрокапа в зоне сильных полей перехлестываются.

Aml: Насколько мне помнится, перехлест этот из-за фазовых сдвигов, т.е. из-за неидеальности интегрирования RC-цепочкой.

locik: да это так.пробовал проинтегрировать в модели сердечника емкостью.просто чтобы определиться что влияет на параметры петли.получилось что с ростом частоты она вообще превращается в восьмерку.т.е. такой простой способ интегрирования не подходит.

Aml: Я это еще по лабам помню, которые студентом на 3 курсе делал :)

Aml: Кстати, в Micro-Cap есть идеальный интегратор в виде функционального блока (в Macros)

qaki: Aml пишет: Насколько мне помнится, перехлест этот из-за фазовых сдвигов Верно! Увеличил частоту в 10 раз и перехлест исчез. Сама петля с уменьшением тока намагничивания уменьшается как по высоте, т.е. по В, так и по ширине. Значит модель J&A не так уж сильно врет на частных циклах.

locik: пока идей нет буду читать статьи.а как добавить файл со схемой к сообщению ? что то через кнопку "файл с компьютера" не получается.

Aml: Нужно выложить файл на любом файлообменнике, а сюда тать ссылку. Кнопка "файл с компьютера" как раз и начинает такой процесс.

locik: попадаю все время на QIP.ru что дальше не понятно.нашел как.



полная версия страницы