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

qaki: Пока удалось реализовать только ветку начального намагничивания с использованием кривой Ланжевена. Сингулярная точка в начале координат довольно легко обходится. Но дальше полный мрак. На команду .control реакции никакой. Вставить брэкпоинт и записать новые исходные для продолжения счета не выходит. В цифровой симуляции походящий джентельменский набор команд вроде бы присутствует, но он предваряется директивочкой Logicexp, а потому применительно к аналогам скорее всего не работает. Видимо придется писать SPICE-роман в стихах.

qaki: Семейство кривых намагничивания феррита 2000НМ1, демонстрирующее возможность использования сигмоида Ланжевена, на котором сидит модель Джилса-Атертона, для построения модели индуктивности с насыщающимся сердечником. Графики построены в режиме stepping.[url=]click here[/url] Кривая начального намагничивания пока не учитывает Релеевскую область. Добавить не так уж сложно. Но как таковая модель толком еще не работает.

locik: у меня пока не получается средствами спайс реализовать.использование источника Е в качестве запоминающей ячейки результатов не дало.плохо что мысли как сделать уже иссякли.

qaki: C Новым годом всех читателей и почитателей этого форума! to locik Так получилась модель сердечника с насыщением в виде комбинации безгистерезисной кривой из Джилса и перемещения ветвей предельного цикла по Чану. Если еще есть интерес, выложу .CIR с минимумом расшифровки обозначений. Исходные параметры: геометрия сердечника - сечение, длина магнитной линии, число витков и магнитные параметры- индукция насыщения Bs, остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Нс. То есть все те данные, которые публикуются в справочниках. Модель, понятно, требует большой доработки. Основная морока с кривой начального намагничивания. По-серьезному она особо и не нужна, но для чистоты породы пришлось с ней изрядно повозиться. Модель пока воспринимает синус с начальной фазой в пределах первой четверти. Импульс еще не пробовал, но скорее всего будет проскакивать без вопросов. Частотной коррекции тоже еще нет, как и температурной зависимости. Релеевский загиб также не встраивал. Но все это дело наживное.

qaki: Сравнил экспериментальные результаты С.А. Амелина по ферриту 2000НМ1 с еще не очень откалиброванной моделью: Совпадение вполне удовлетворительное и явно лучше, чем дает штатная модель Джилса-Атертона.

locik: интерес остался.энтузиазм иссяк.пока все усилия напрасны.если можно пришлите схему и модель.попробую из них что то понять как составить модель собственно магнитопровода.модель источника магнитодвижущей силы написал давно правда не уверен что лучший вариант.кривая начального намагничивания нужна только теоретически так как в реальных сердечниках всегда остается некоторая намагниченность причем величина ее неизвестна.вы написали модель как нелинейную индуктивность или по методу мультисима-источник MMF и собственно модель магнитопровода.интересует именно такая модель.

qaki: to losik Более менее внятно получилась модель Чана. Качайте отсюда http://zalil.ru/34132794 Пока это только сердечник с насыщением. Кривая гистерезисного цикла набирается из кусочков. Мгновенное значение индукции обозначено B, напряженнсть поля Н. Известную индукцию можно через производную потока можно преобразовать в ЭДС обмоток. Сердечник без зазора с длиной линии 1 см и сечением 1 кв. см. С промежуточными параметрами наверное разберетесь. Будут вопросы, отвечу. С сигмоидом Джилса неожиданно всплыли сложности из-за наличия полюса первого рода. Есть идея как это обойти. Сейчас занимаюсь этим.

locik: qaki схему скачал.разбираюсь.пока не все понятно.

qaki: to locik В схеме ничего особо сложного нет. Основа - ведущий генератор, создающий ЭДС нелинейной индуктивности Е1, и четыре ячейки памяти. Генератор Е2 остался по недоразумению. У меня поначалу что-то не получались условные операторы без источника напряжения. Вообще то его можно просто удалить, но придется править SPICE-текст, так как вся логика привязана к узлам схемы. Работу схемы можно разделить на такты. Первый такт- аналог начального намагничивания. Закнчивается тем, что запоминается максимальное значение индукции на кривой Bmid (среднее между верхней Вup и нижней Bdn ветвями). Оно сравнивается со значением индукции предельного цикла при той же напряженности и определяется величина сдвига Deltup или Deltdn соответственно верхней или нижней ветвей кривой предельного цикла. В следующем такте идет выдача значения индукции на смещенной верхней ветви. По достижении нижнего минимума начинается следующий такт с переходом на нижнюю ветвь. Работа логики организована так, что на выход В поочередно поступает текущее значение индукции только с одной работающей в данное время ветви. Запускай анализ переходных процессов с максимальным шагом 1 нсек и смотри как возникает петля гистерезиса.

locik: после просмотра вашей модели у меня сложилось впечатление что я неправильно понимаю способ формирования частных петель. буду пока разбираться с моделью и схемой.

qaki: to locik Для начала хочу извиниться за маленькое вранье в предыдущем сообщении. Функциональный генератор Е2 в схеме управления все-таки нужен. Дело в том, что запоминающие ячейки sample and hold (позиции S1...S4) имеют какое-то внутреннее ограничение при работе с символьными переменными. Если управлять ими непосредственно выражением критерия направления движения kr1, то они его не воспринимают. Приходится вначале преобразовывать kr1 в напряжение с помощью E2, а затем этим напряжением управлять временем записи и хранения информации. Раскройте эти ячейки и посмотрите в атрибутах, что записывается и чем управляется. Раз интеграл не берется сразу, его приходится брать по частям. Видимо нужны дополнительные пояснения к схеме. Базовой кривой служит основная кривая намагничивания. Это не кривая начального намагничивания, а среднее по В из двух кривых Чана, смещенных относительно начала координат на величину Нс. Из прописей хорошо видно, что первым шагом мы объявляем напряженность поля Н как ампервитки, деленные на длину линии в сердечнике. Далее мы формируем две смещенные кривые Чана для предельного цикла. Верхняя ветвь Bup0. нижняя Bdn0. Из них готовим основную кривую Bmid (mid от слова midle- средний). Записываем производную от Bmid и по формуле Фарадея задаем в цепь напряжение EDC (ЭДС). Теперь машина начинает жевать это дело, решая дифференциальное уравнение. Мы же снимаем сливки. Для начала определяем направление движения рабочей точки. Для этого служит критерий kr1. Если он больше нуля,точка ползет вверх, если меньше-вниз. Из-за дурацкой особенности ячеек памяти ставим паразитный генератор Е2. Набор ячеек не полный. Он позволяет красиво описать только четверть первого периода источника намагничивающей синусоиды и то лишь в том случае, если она начиналась с нулевой фазы. Но это эстетический минус, так как затем все входит в цикл. Рабочая точка достигает максимума, это значение записывается. По нему мы определяем, насколько нужно опустить кривую Bup0, чтобы она стала продолжением траектории движения рабочей точки в фазе перемагничивающего тока. Величина сдвига Deltup. Теперь мы имеем верхнюю ветвь частного цикла Bup1 и ползем по ней до момента перемены направления вектора индукции. Критерий kr1 cтановится отрицательным. Теперь мы снимаем значение сдвига вверх Deltdn нижней ветви Bdn0 и получаем смещенную кривую Bdn1. Ползем вверх до перемены знака kr1. Снова находим Deltup и ползем вниз. Цикл замкнулся. Для того, чтобы иметь изменяющееся во времени значение индукции в сердечнике, сшиваем кусочки траектории в непрерывный процесс. Когда и какой кусок выводится на выдачу определют пять строчек условных операторов.

locik: из того что понял пока есть несколько возражений. 1-величина Е1 должна считаться не по Bmid а по истинной величине В т.е. гистерезисной величине В. 2-модель представленная вами годится только для теоретического изучения поскольку нет замкнутого магнитного потока и следовательно нарушен физический и математический смысл обмотки и магнитопровода. возможно я что то неправильно понял.объясните подробнее как вы на основе этой модели будете создавать магнитные цепи. попробую прислать свой вариант.не знаю пока как сделать файл .cir чтобы он включал в себя используемые модели MagCore и CoreCoil.или их тоже надо вставить в rar файл вместе со схемой.может вы что то подправите и модели получатся.

qaki: locik пишет: есть несколько возражений По первому. Пробовал замыкать счет по большому кругу. Не получается. Микрокап пишет, что выражение слишком сложное и встает. Поэтому пришлось оставить упрощенную схему с расчетом входного тока по безгистерезисной кривой. При использовании такой модели, скажем в транформаторе, ЭДС вторички можно выдавать с учетом гистерезиса. Получающиеся ошибки предстоит оценить. В общем ситуация такова, что Микрокап слишком заточен под свои привычные задачи. По второму. Да нет, магнитный поток как раз считается закнутым и имеющим среднюю длину Lng и среднее сечение Sech. Величину Lng можно понимать как некоторое эквивалентное магнитное сопротивление, включающее участки с различной проводимостью. Можно включить зазор, имея в виду, что его магнитная длина в мю раз превышает геометрическую. Можно учесть различие сечений различных участков. Все как обычно, когда мы используем теорему Нортона для приведения цепи к эквивалентному генератору и эквивалентной нагрузке. Проект файла присылайте. Опишите словами те части, где не получается Spice-описание. Может быть чего -нибудь сообща придумаем.

locik: ссылка на файл http://zalil.ru/34138462

locik: собственно модель CoreCoil и MagCore X1 и X2.остальное для удобства вывода графиков.пока в магкоре включена безгистерезисная модель.все функции получения гистерезисной отключены.если вы переключите на них то увидите что петля приобретает совершенно непотребный вид.получается какая то непонятная генерация.как это удалить непонятно. Емах и Емин в модели магкоре запоминающие ячейки для разницы Bup и Bdn в верхней и нижней точках перегиба индукции.

qaki: to locik Сижу разбираюсь с Вашим вариантом модели. В целом подход у нас одинаковый, но мне кажется, что Вы слишком высокого мнения относительно умственных способностей Микрокапа. В конце концов это всего лишь робот, обученный бегать по узлам и контурам сети, и вязать из них матрицы по законам Кирхгофа. Поэтому задачу для него надо готовить исходя из его возможностей. Может быть я еще не до конца врубился, но в первом чтении выплывают разные непонятки, например с совпадением имен или с преднамеренным или случайным отсутствием заземления первичного контура. Оно конечно связь с землей есть и Микрокап не возмущается, но делается это кружным путем. Возможно так и задумывалось, но для начала лучше это делать в явном виде. В общем, будем чесать репу.

locik: например в лтспайс есть модель нелинейной индуктивности по чану.насчет возможностей микрокапа не сомневаюсь.просто надо правильно составить модель.заземление есть.в корекойл есть резистор 1Т между выводами 2 4.поскольку обмотка корекойл через другие элементы например транзисторы или другие элементы всегда связана с землей то противоречия нет.

qaki: to locik Кое-что подправил в основном по первой subckt: click here Cо второй справиться не смог. Не до конца понятен замысел подсхемы, к тому же в ней есть скрытые компоненты неясного содержания.

qaki: to locik Еще исправления: click here Кажется дошел до упора. Дальше идет галимотня, не имеющая логического объяснения. Включай свой мосх или объясни словами, что и как хотел сделать. Нужно убрать ошибку с двойным определением переменной. Нарушено еще одно правило - если переменная объявляется внутри подсхемы, она в ней и умирает, не возвращаясь наружу. Поэтому, когда нужно прокачать массив через подсхему, переменная должна объявляться до начала subckt. Смотри свой Spice-файл с исправлениями.

locik: насчет двойного определения не понял ничего.объясните пожалуйста подробнее.все лишние строки заремлены ;. если бы было двойное определение микрокап думаю дал бы предупреждение. насчет внутренних параметров модели-они хранятся внутри самой модели и являются ее параметрами.внешне например корекойл это просто 4х-полюсник.например транзистор это 3х-полюсник.как модель сделана внутри знать необязательно. но вы знаете что по отношению к внешней схеме он ведет себя как транзистор.то же самое с корекойл.по отношению к источнику питания он ведет себя как индуктивность.по отношению к сердечнику как источник магнитодвижущей силы. кстати вы неправильно написали формулу.я ее представил как dФ/dT*N.то есть производная потока*кол.витков.вы хотите!! представить как L*dI/dT но забыли что L=M*Mo*N^2*S/l .где S-площадь,l-длинна.то есть забыли множитель M*Mo. это в общем то ненужное усложнение модели.или я уже совсем забыл физику. насчет магкоре.модель представлена как источник тока.по отношению к корекойл это ток протекающий через источник магнитодвижущей силы то есть магнитный поток.формула Н у вас тоже неправильная-не учитана длинна зазора.



полная версия страницы