电磁仿真作业改写
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IntroductionThe Magnetic Valve includes a fixed and a rotating part. The rotating body has to move, as quickly as possible, to rest in one of the 2 possible stop positions. Driving current patterns are the input to generate suitable torques. The customer experienced different performances of the valve for different current patterns: sometimes he got strong bumps on the mechanic stops and failures of the valve behaviour. the customer decided to commit a simulation of the magnetic and dynamic behaviour of the valve, instead to build a prototype.Analysis GoalThe goal is ton achieve measure of the Magnetic Torque, as function of current and rotation angle within a parametric approachOwner:EnginsoftUsage Restrictions:Freely available for useIndustry:AutomotiveApplication:ValvePhysics:ElectromagneticsProduct(s)/Version:ANSYS-v10.1Geometry Type(s):SolidGeometry Format(s): Design ModelerModel Size:147070 Nodes, 105742 ElementsElement Type(s): Edge 117Estimated Demo Time:15 Minutes to show, 12 minutes running timeCustomer:Competition:Comsol,AnsoftChallenge:Free accurate Mesh, Parametric Model, Non LinearMagnetic AnalysisKey Features Used:Sphere of influence for meshing, BH Non Linear Curvedata import, Parametric AnalysisSteps and Points to Convey.Picture Guide.Start ANSYS Workbench Environment, and choose “New Geometry”.Importing of external geometrySet the desired length unit: meters.01) Click “File > Open > Import External Geometry File”.02) Click on “Generate” in order to confirm the importation of the geometry.The geometry regards a magnetic valve.Steps and Points to Convey.Picture Guide.Create a Parametric, Relative Rotation between two groups of bodies01) Create a local coordinate system (plane 4) by clicking on the “New Plane” icon in the tool bar.02) In “Details of Plane4 >. Type” choose from face in order to select the surface of interest. 03) Choose the space to the right of “Base Face” in Details of Plane4 and select the surface indicated in light blue in the plot at right.The local coordinate system “Plane 4” is now visible, centered on a face vertex04) In “Details of Plane4 >. Transform 1 (RMB)” insert an offset along X axis of –0.00825 m.05) In “Details of Plane4 >. Transform 1 (RMB)” insert an offset along Y axis of 0.0015 m.06) Click Generate to create Plane4Create another plane (Plane5).07) In “Details of Plane5 > Type” choose from plane. Base plane should be set to Plane4.08) In “Details of Plane5 >. Transform 1 (RMB)” insert a rotation about Z axis of 30°. 09) Click Generate to create Plane5.Steps and Points to Convey. Picture Guide.The local coordinate system “Plane 5” is now visible.10) From the tool bar menu, select “Tools > Freeze”.The freezing operation is indicated when bodies are displayed with transparency.11) From the tool bar menu, select “Create > Body Operation” set “Type” to “Move” click on the box to the right of Bodies.12) Select the bodies highlighted at right (use the Ctrl button to select multiple entities) and click Apply.Steps and Points to Convey.Picture Guide.13) In “Details of BodyOp1” choose the box to the right of “Source Plane” and pick on Plane4 in the Tree Outline.14) In a similar fashion, set “Destination Plane” to Plane5.Then click on “Generate” to move the parts as shown at right.ENCLOSURE definition01) From the tool bar menu, select “Tools >Enclosure” in order to insert a control volume cylindrically shaped and aligned to Y axis. Set the Cushion to 0.0375 m and set “Merge Parts?” to “Yes”.02) Click Generate to create the enclosureIn the “Outline” tree the just created enclosure is now visible.Steps and Points to Convey Picture GuideEnclosure is visible in the “Model View”window.CREATE the WINDING COIL01) In the Tree Outline, Open “1 Part, 7 Bodies > Part”. RMB on the last Solid in the list and choose “Hide Body” in the drop down menu. This will allow access to the surfaces of the imported geometry for forthcoming picking operations.02) Create a new plane (Plane6)03) In “Details of Plane6 >. Type” choose “From Face”.04) Click on the box to the right of “Base Face” and select the surface shown at right.05) In “Details of Plane6 >. Transform 1 (RMB)” insert an offset along Z axis of –0.0231 m.Click on Generate to create Plane6.06) With Plane6 now active, go to the tool bar and choose “New Sketch”.07) Select “Sketch1” in the “Tree Outline”.Steps and Points to Convey Picture Guide Sketching mode for winding coil generation08) Pick the Sketching tab at the bottom of theTree Outline09) Select “Circle” in the “Draw” window andchoose the center (origin of Plane6) and anarbitrary poin some distance away from thecenter to create a circle.10) Pick the Dimensions button at the bottom ofthe Sketching Toolboxes pane and choose“Radius”.11) Click on the circle and another arbitrarylocation for the radial dimension marker.12) In “Details of Sketch1”, modify the radiusR1 to be 0.00775 m.The sketch is now visible in the “Graphics”window.13) From the tool bar select “Concept > LineFrom Sketches”. Choose the circle and clickApply in the box to the right of “Base Objects”in “Details of Line1”. “Operation” should be setto “Add Material”.Click Generate.14) Choose the Line Body in the Tree Outline.15) In “Details of Line Body” set:•“Winding Body > Yes”•“Number of Turns” = 1•“CS Length” = 0.022 m•“CS Length” = 0.00375 mSteps and Points to ConveyPicture Guide16) From the tool bar, select “View > Show Cross Sections Solids”. The new winding body should appear as it does in the figure to the right.ANGLE as PARAMETER01) In the “Tree Outline” select “Plane5”02) Make the rotation about Z axis as parameter by clicking on the box to the left of “FD1, Value 1”.03) Rename the parameter as “angle”.Steps and Points to Convey.Picture Guide.04) From the tool bar, select “Tools > Options>Common Settings>Geometry Import”. Remove “DS” from the field to the right of “Personal Parameter Key” to remove the DS prefix naming convention restriction for importing parameters. Click OK.GO IN SIMULATIONIn the “[Project]” window, select “New Simulation”.In the “[Simulation]” window, the “Outline” tree should be as in figure.Steps and Points to ConveyPicture GuideMaterials Properties DefinitionSelect “Data” in the tool bar to open the “[Engineering Data]” window.Materials Properties Definitionchange defaults of STRUCTURAL STEEL01) Select “Structural Steel” and click on “Add/Remove Properties” in the “Electromagnetics” field and unselect the following items:- “Relative Permeability” - “Resistivity”02) Check the box to the left of “B-H curve” and click OK.03) Say “Yes” to the “Remove Material Properties” box that appears.04) Open excel file “bh1.xls” and copy the two data columns (highlight them with the mouse cursor and type Cntl-C).Steps and Points to ConveyPicture Guide05) Click the icon depicting an xy plot to the right of “B-H Curve”06) LMB on the 2 (second row) of the “Magnetic Flux Density vs. Magnetic Field Intensity” table and press “Ctrl +V” to paste the two column data from the .xls file.07) Click on the B-H Curve icon at the lower right.The curve should appear as shown at right.NEW Material definition IRONRMB on “Materials (2)” in the tree and choose “Insert New Material”. RMB on “New Material”, choose Rename and change the name of the new material to Iron. Define BH data as before but this time use data from “bh2.xls” file.NEW Material definition NEODYMIUM01) Define a New material named “Neodymium”.02) Among Electromagnetics properties let active just: “Linear Hard Material”: 03) Insert the following data:• Cohercive Force: 7.9577 e5 A/m • Residual Induction 1.2 T01) Return to the Simulation Tab02) In the Outline Tree, open Geometry>Part and use the Cntl button to select both of the RIC9512_105 items. The parts should be highlighted as shown at right.03) In Details of “Multiple Selection”, changematerial from “Structural Steel” to “Iron”Steps and Points to ConveyPicture Guide04) Select the part shown at right.05) Change material from “Structural Steel” to “Neodymium”MESH01) Select the coil support solid (see figure)02) RMB on “Mesh” on the tree to insert a sizing control: Element Size 2e-303) Insert another sizing control , 1e-3, referred to 5 bodies as in the following picture. It may help to hide the 4th solid (the “air enclosure) in the Outline tree to simplify selecting these parts.Steps and Points to ConveyPicture Guide5 bodies for sizing setting n.204) In the Outline tree, RMB on Model and insert a “Coordinate Systems” branch. RMB on the Coordinate Systems branch and insert (define) a new Coordinate System. Choose “Origin” in the Details of “Coordinate System” pane, select the surface shown at right, and click Apply.05) RMB on Mesh in the Outline to insert a third sizing control:For “Type”, choose “Sphere of Influence”• Sphere Center: Coordinate System (defined just before) • Radius 1.5e-2 • Element size 5e-4Areas to be applied are the following (10 areas)Steps and Points to ConveyPicture Guide10 Areas where to apply the Sphere of Influence sizing control06) Click on Mesh -> Preview MeshThe Mesh should result as in figure, if the “Air” solid enclosure body is hideLOADSSet the Conductor Current value in details window related to “Conductor Winding Body”: 1000 ABOUNDARY CONDITIONSRMB on Environment in the tree and insert a Magnetic Flux Parallel object. Use the Cntl button to select the 3 exterior surfaces of the enclosure and click Apply.Steps and Points to Convey.Picture Guide.POSTPROCESSING SETTINGS01) Insert under the “Solution” tree the following output requests: • Total Flux Density • Total Flux Intensity 02) Select 3 bodies as in figure03) Insert a “Directional Force/Torque” output request with details:• In Details of “Directional Force/Torque” pane, change “Global Coordinate System” to “Coordinate System” (this is the user-defined coordinate system centered on the top surface of the permanent magnet).• Set Orientation to Y Direction (rotation axis)04) repeat Directional Force/Torque Request for both X and Z axis direction05) By a right click under the Solution Tree Insert a “Solution Information” request to monitor the run during the solutionSOLVE01) Highlight the Environment tree tosee/check all Boundary & Loads previously defined.02) Click on the “SOLVE” Icon to launchthe run.Solution times takes about 12 minutes on a 2.8 Ghz single processor 32bit PCSteps and Points to ConveyPicture GuideREVIEW RESULTS01) See the Total Flux of Magnetic results 02) Set up a Vector Image of the MagneticField03) After Vector Image settings show a Vector Plot of Magnetic Field03)See the Magnetic Force distribution, Yaxis direction, on the requested parts. 04)The same for X, Z directions05)Activate the view from Y Global Axis06)Define a “Slice Plane”07)Draw the slice plane trace at nearlyalong the Y global direction08)View from the X Global direction09)Activate “show elements” and show themagnetic fieldSteps and Points to Convey Picture GuideSET UP A PARAMETRIC ANALYSIS01) Click on “Model”02) Click on CAD Parameters Detail toactivate the “angle” as a parameter. Thiswill be the first INPUT parameter.03) Click on Environment and Duplicate byright click04) Activate the Conductor Current Value asparameter. This is the second INPUTparameter n.2.05) Activate the Torque value in Y directionas OUTPUT parameter (ThirdParameter)06)Click on “Solution” of Environment 2and then click on Parameter Manager 07)Set up many cases as you like, forexample with 4 current values, 3 values other than the previously solved.。
电磁仿真软件心得(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除1、简介目前,国际上主流的三维高频电磁场仿真软件有德国cst 公司的microwave studio(微波工作室)、美国ansoft 公司的hfss(高频电磁场仿真),而诸如zeland 等软件则最多只能算作2.5 维的。
就目前发行的版本而言, cst 的mws 的前后处理界面及操作感比hfss 好很多,然而ansoft 也意识到了自己的缺点,在将要推出的新版本hfss(定名为ansoft designer)中,界面及操作都得到了极大的改善,完全可以和cst 相比;在性能方面,2 个软件各有所长,在业界每隔一定时间就会有一次软件比赛,看看谁的软件算的快,算的准,在过去的时间里,cst 和ansoft 成绩相差不多;价格方面,2 个软件相差不多,大约在7~8 万美元的水平,且都有出国培训的安排。
值得注意的是,mws 采用的理论基础是fdtd(有限时域差分方法),所以mws 的计算是由时域得到频域解,对于象滤波器,耦合器等主要关心带内参数的问题设计就非常适合;而hfss 采用的理论基础是有限元方法,是一种积分方法,其解是频域的,所以hfss 是由频域到时域,对于设计各种辐射器及求本征模问题很擅长。
当然,并不是说2 个软件在对方的领域就一无是处。
由于ansoft 进入中国市场较早,所以目前国内的hfss 使用者众多,特别是在各大通信技术研究单位、公司、高校非常普及。
2、使用心得和大部分的大型数值分析软件相似,以有限元方法为基础的ansoft hfss 并非是傻瓜软件,对于绝大部分的问题来说,想要得到快速而准确的结果,必须人工作一定的干预。
除了必须十分明了模型细节外,建模者本身也最好具备一定的电磁理论基础。
作者假定阅读者使用过hfss,因此对一些属于基本操作方面的内容并不提及。
电磁仿真工作总结下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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实验四 电磁实验仿真 —点电荷电场分布的模拟一. 实验目的电磁场是一种看不见摸不着但又客观存在的物质,通过使用Matlab 仿真电磁场的空间分布可以帮助我们建立场的图景,加深对电磁理论的理解和掌握。
按照矢量分析,一个矢量场的空间分布可由其矢量线(也称力线)来形象表示。
点电荷的电场就是一个矢量场,模拟其电力线的分布可以得到电场的空间分布。
通过本次上机实验希望达到以下目的:1. 学会使用MATLAB 绘制电磁场力线图和矢量图的方法;2. 熟悉二维绘图函数contour 、quiver 的使用方法。
二. 实验原理根据库仑定律,真空中的一个点电荷q 激发的电场 3rE q r = (高斯制) (1)其中r 是观察点相对电荷的位置矢量。
考虑相距为d 的两个点电荷q 1和q 2,以它们的中点建立坐标(如图),根据叠加原理,q 1和q 2激发的电场为: 12123312r r E q q r r =+ (2)由于对称性,所有包含电荷的平面上,电场的分布一样,所以只需要考虑xy 平面上的电场分布,故 121233331212(/2)(/2)ˆˆˆˆ()[]x y E E q x q x q y d q y d E j j r r r r i i -+==++++ (3) 其中12 r r ==。
根据电动力学知识(参见谢处方,《电磁场与电磁波》,1.4.1节),电场矢量线(或电力线)满足微分方程: yx E dy dx E = (4) 代入(3)式解得电力线满足的方程 1212(/2)(/2)qy d q y d r r C -++= (5) 其中C 是积分常数。
每一个C 值对应一根电力线。
电场的分布也可以由电势U 的梯度(gradient ,为矢量)的负值计算,根据电磁学知识,易知两点电荷q 1和q 2的电势1212q q U r r =+ (6)那么电场为 E gradU U =-=-∇ (7)或者 ()(),x y x y E U E U =-∇=-∇ (8)在Matlab 中,提供了计算梯度的函数gradient()。
初中物理电磁学原创或改编题6道及其答案1.下列装置中,与发电机工作原理相同的是()A.动圈式话筒 B.电动机 C.电铃D.扬声器答案:A2.电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图,电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,电梯停止运行,下列说法正确的是()A.电梯工作时电磁铁的上端为N极B.电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关C.电梯未超载时动触点K与静触点B接触D.电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小答案:BD3.张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如右图所示,下列说法正确的是A.滑片P向右滑动,电磁铁的磁性减弱B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强C.电磁铁A、B的上端均为S极D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系答案:ABD4.如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管。
闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中,下列说法错误的是 ( )A.电压表示数变小,电流表示数变大B.电压表示数变小,电流表示数也变小C.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变小D.螺线管上端是S极,弹簧测力计示数变大答案:AD6.在昼夜明灯的地下停车场,驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。
图是小吴设计的自动控制电路图,将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央,红绿灯装在车位入口上方。
当车位未停车时绿灯亮,当车位已停车时红灯亮,则图中L1、L2 ( )A.都是红灯 B.都是绿灯C.分别是红灯、绿灯 D.分别是绿灯、红灯答案:D。
《电磁转换》作业设计方案一、设计目标本次作业设计旨在帮助学生加深对电磁转换原理的理解,提高学生的实践能力和创新认识,培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、设计内容1. 理论进修:学生通过教室进修和自主进修,掌握电磁转换的基本原理、公式和计算方法。
2. 实验设计:学生分组设计并完成一个电磁转换实验,观察和记录实验过程中的变化,分析实验结果并撰写实验报告。
3. 创新设计:学生结合所学知识,自主设计一个创新性的电磁转换装置,并进行制作和展示。
三、设计步骤1. 理论进修阶段- 学生通过教室授课和自主进修,进修电磁转换的基本原理和公式。
- 学生完成相关的理论习题,稳固所学知识。
2. 实验设计阶段- 学生分组,选择一个电磁转换实验主题,设计实验方案并报备给老师。
- 学生按照实验方案,完成实验操作,记录实验数据和结果。
- 学生分析实验结果,撰写实验报告并进行展示。
3. 创新设计阶段- 学生个人或分组,自主设计一个电磁转换装置,包括装置的结构、原理和功能。
- 学生制作并调试装置,展示装置的效果和创新点。
- 学生进行装置的评比和总结,分享设计心得和经验。
四、评判方式1. 理论进修:考察学生对电磁转换理论的掌握水平和运用能力,包括教室表现和习题成绩。
2. 实验设计:考察学生实验操作能力和实验报告撰写能力,包括实验报告的完备性和准确性。
3. 创新设计:考察学生创新认识和团队合作能力,包括装置的设计创意和制作质量。
五、作业要求1. 作业提交时间:按照教师要求,及时提交理论进修、实验设计和创新设计的相关作业。
2. 作业要求:作业内容要符合设计要求,内容完备、准确,表达清晰。
3. 作业评判:作业将综合思量学生的理论进修、实验设计和创新设计成绩,进行综合评判。
六、总结通过本次作业设计,学生将在理论进修、实验设计和创新设计方面得到全面的锻炼和提高,培养学生的动手能力和创新认识,为将来的进修和工作打下坚实的基础。
希望学生认真对待作业,积极参与实践活动,不息提高自身的综合素质和能力。
电磁场仿真作业问题:利用Ansoft maxwell 14 进行变压器的仿真模拟,并且利用有限元方法对其进行剖分,求解磁感应强度B。
1、打开ansoft 软件,新建工程。
2、用maxwell 进行3D 作图,如下图所示。
首先绘制磁芯,如下图可以看到U 型薄片。
从上面菜单选择Draw\Sweep\Along Vector ,构成立体图形。
③选中磁芯,在左下方的属性栏中修改物体的材质,选中铁氧体(ferrite )④绘制绕组,先画出轮廓线⑤做矩形,在菜单栏中选择Draw\Sweep\Along path,绘制绕组,并且选择材料为铜copper。
⑥选中磁芯绕组最好绘制的矩形,做镜像复制。
再平移,完成变压器磁铁和绕组的绘制,如下图所示。
3、设置边界条件和激励源。
①建立有限元分析的边界,如下图所示②对绕组电流进行赋值,设置为8A4、用菜单栏,设置求解参数,3D仿真较慢,可以适当降低求解误差。
然后按叹号进行仿真。
5、仿真结果① 对绕组进行剖分单元,如下图所示②对磁铁部分进行剖分分析结果④磁感应强度B大小及其分布,仿真图如下图所示801152& e ■1/US7S3#3BLa.5SQ2-0BBL32 23&D0L 趴0M5SB3012.7687 C ■1.H2-期93&153B1i3Q2c8BLj.6614«30 L364563011.1077^304趴368帀33?5.5H04C30:2.77Ele302氛7B5&R^050 10⑤磁感强度 B 矢量仿真效果图如下图所示、⑥剖分各单元参数值。
⑦选择Mag_B就可以看磁密的情况B[rj1. ig.-S't'rr-Wl 1.Jlfi-rWI i・山"』ifij1舊观恤心上Hi«9SBl-W2T. SS5 £ 70 2h血静・-Qtt24aoar-o@J7±a eiT5i 強吕。
➢题目1:正方形无限长电荷1.问题描述截面为正方形的无限长线电荷如下图所示。
设电荷面密度为2πε0; 边长a = 2。
x轴上有A、B、C三点,其坐标为1.5a, 5a, 10a。
所有单位均取国际单位制。
1.图 1 题目1(1)画出电力线分布示意图;(2)采用数值方法计算A、B、C三点处的电场强度。
以A点为例,说明计算步骤;(3)对于远离正方形无限长电荷的观察点,是否有简化的计算方法,以C点为例,予以说明,给出简化方法的计算结果;讨论能够采用简化计算方法的条件。
2.理论分析题目所给的是截面为正方形的无限长线电荷。
它可以看做由无数条无限长线电荷的集合体。
我们知道,对于无限长线电荷而言,在其径向观察,可认为是一个平行平面场。
因此,我们只需考虑XOY平面的电场即可。
将无数条无限长线电荷所产生的电场进行叠加就是截面为正方形的无限长线电荷所产生的电场。
对于无限长线电荷,其场强公式^20022rE rr rτπεπε==,知道电场强度的方向与电荷到观察点矢径的方向共线。
由于所给电荷截面的对称性,推知在XOY平面电力线的分布也应该具有相同的对称性。
具体说来,就是关于x轴、y轴、四象限角平分线轴对称,关于原点中心对称(在距离电荷较远处)。
由于正方形不具有严格的旋转对称性,所以电场在靠近电荷的区域分布并不均匀,具体表现为电场线不严格的放射状分布,而会具有一定的不均匀特性。
而在较远处,可认为电力线是直线。
对于XOY平面内任一点P(x p,y p),欲求其场强E。
可先求出某无限长线电荷在P处产生的场强,再对将其叠加即可。
对于某坐标为(x ,y )的线电荷而言,其所带电荷量是dxdy τ,在P 点处产生的场强是:^20022dxdy r d E r dxdy r rττπεπε== 已知02τπε=,则有:2220(,)2()()p p p p x x y y r d E dxdy dxdy rx x y y τπε--==-+-对x 方向和y 方向的电厂矢量分别处理,可得:22()()p x p p x x dE dxdy x x y y -=-+-22()()p y p p y y dE dxdy x x y y -=-+-将两方向上的电场对于电荷截面在XOY 平面上的平面S(-a/2<x<a/2,-a/2<y<a/2)进行二重积分,得到P 点在原线电荷作用下的场强的x 分量和y 分量22()()p x p p Sx x E dxdy x x y y -=-+-⎰⎰、 22()()p y p p Sy y E dxdy x x y y -=-+-⎰⎰3. 问题的数值解决a) 提高精度采用欧拉法画出电力线,采用课件中“解决方法2”来提高精度。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 毕业设计(论文)任务书课题名称电磁脉冲模拟器空间电场测量系统的硬件电路设计及仿真系别电气信息系专业班级姓名学号毕业设计(论文)的主要内容及要求:内容:1、首先了解强脉冲功率电源的工作原理,电场测量技术的理论基础和基本方法,设计相关硬件电路,包括传感器电路、接口转换电路;2、对各种电场测量方法和原理进行分析,选择合适的一种方法测量强脉冲功率电源的电场强度,对电场空间和时间分布进行计算;3、学习使用OrCADPSpice等硬件电路仿真软件,VB等编程软件。
4、总结编排材料,撰写毕业设计论文,进行毕业答辩。
要求:1、论文要求格式规范,字迹清晰,应有中英文摘要、关键词并附两张大图;2、论文要求所设计的测量系统有详细的理论分析和设计依据计算;3、论文最后应附有5000汉字的相关英文资料翻译。
指导教师签字:日期:年月日电磁脉冲模拟器空间电场测量系统的硬件电路设计及仿真摘要本文针对有界波EMP(电磁脉冲)模拟器的研究,电磁脉冲模拟器作为外部高能脉冲激励源,为实验研究复杂电磁环境中的电磁预测问题提供了必要的技术支持。
在学习模拟器原理及结构的基础上设计了一套小型平行板电磁脉冲模拟器空间电场测量系统。
该系统包括电场测量探头、信号调理电路,高速数据采集部分。
其中高速数据采集部分采用了加拿大AlazarTech公司的高速数据采集卡ATS9350。
本文在查阅了大量文献的基础上,对各种电场测量系统的方案进行了综述与比较。
对电磁脉冲模拟器的构成及其脉冲源进行了初步探究和分析。
本设计使用OrCADPSpice软件绘制了信号调理电路的原理图,并模拟电场探头感应脉冲电场所产生的电压脉冲信号进行了激励源的设计,并用此激励源对原理图进行了PSpice仿真验证,得出了想要的信号调理结果。
关键词:电磁脉冲模拟器,电场测量,信号调理,PSpice仿真,Hardware circuit design and simulation of electromagnetic pulse simulator space electric field measurement systemAbstractIn this paper, the bounded-wave EMP (electromagnetic pulse) simulator, electromagnetic pulse simulator as an external source for the prediction of complex electromagnetic environment of the experimental study of electromagnetic necessary technical support. Designed on the basis of learning simulators principle and structure of a small parallel-plate EMP simulator space field measurement system. The system consists of the electric field measurement probe, signal conditioning circuits, part. Which part the Canadian AlazarTech's card ATS9350.Access to a lot of literature on the basis of a variety of field measurement system program are reviewed and compared. Conducted a preliminary inquiry and analysis of the composition of the electromagnetic pulse simulator and its pulse source.This design using OrCAD PSpice software to draw a signal conditioning circuit schematic and simulation from electric field probe sensor pulse power spaces voltage pulse signal carried the excitation source design, and with this incentive source schematic carried the PSpice simulation validation, ,目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1选题的背景及来源 (1)1.2 空间电场测量的综述 (1)1.2.1 引言 (1)1.2.2 空间电场测量原理和方法 (2)1.3课题研究的主要内容 (6)第二章电磁脉冲模拟器介绍 (6)2.1 引言 (6)2.2 电磁脉冲模拟器的构成 (8)2.2.1 高压脉冲源 (10)2.2.2 小型平板形有界波模拟器 (13)2.3 本章小结.......................................... 错误!未定义书签。
北京交通大学
电磁场与电磁兼容课程
基于Maxwell的仿真报告
学院:电子信息工程学院
班级:自动化(铁道信号)1203 姓名:赵廷帅
学号:12212029
指导教师: 周老师
2014年6月
实验目的:在复杂的电磁场中,通过笔算是一件工作量很大的事,让同学们学习仿真软件,能够计算出复杂的电磁场的相关物理量,并通过仿真,将抽象的物理量转化为可视图像,便于同学们更好的去想象和理解,将理论和实线想结合起来,提高教学深度,帮助同学掌握学习核心内容。
实验任务:对平行双线传输线的分布电容进行建模仿真的计算,用不同计算方法计算分布电容,研究随着距离的变化,三种方法计算结果的关系。
1)用仿真软件计算
2)用书上的近似公式计算
3)用从其它参考资料查到的精确公式计算。
选择第一题:半径是a,两线轴线之间的间隔是b 的平行双线传输线的单位长度的电容是C; 用不同计算方法计算C,研究随着距离的变化,三种方法计算结果的关系。
使用仿真软件:
建立新工程
步骤:Project > Insert Maxwell 2D Design
File>Save as>dianci
选择求解器类型:
步骤:Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic
设立网格和建立坐标和导线大小,相对位置
半径均为10,圆心距为120,由于传输线电流反向,则设电压相同,级性相反U-30 v0 U30 V 0。
保存,返回界面:设材料以及介质
设置计算参数:
步骤:Maxwell 2D > Parameters > Assign > Matrix > V oltage1
计算结果:
图像仿真:
检查完毕后,
步骤Maxwell 2D > Fields>Other > Energy.
Maxwell 2D > Results > Create Fields Report > Rectangular Plot , Geometry > Polyine 1,
、
2 课本的近似计算公式:其中,a为两线半径,r 为两线之间的圆心距
3 查资料公式:其中,a为两线半径,r 为两线之间的圆心距
通过对比,则可以得出,当a和r相差不大时,课本的计算公式不太准确,当a《《r 时,近似公式的值约等于精确计算值,而模拟软件则很好的计算每个值。