電磁仿真在電氣方向的應(yīng)用及學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)雜談
作者:大龍貓 fwz0703@163.com
說(shuō)到電磁,大家并不陌生,我們生活中的常用的手機(jī)、耳機(jī)、電磁爐等都是電磁技術(shù)的應(yīng)用。電磁技術(shù)包括電磁波、變壓器、還有應(yīng)用越來(lái)越多的無(wú)線充電技術(shù),這些都是比較熱門的發(fā)展方向。可能大家都想投入進(jìn)去搞一番事業(yè)。奈何事與愿違。
電磁就是一門玄學(xué),人的氣運(yùn)看不見(jiàn)摸不到,而冥冥之中又會(huì)影響我們的生活,電磁亦是如此。其經(jīng)典的Maxwell方程組,就好比玄學(xué)經(jīng)典《周易》。你問(wèn)問(wèn)周圍有沒(méi)有人能夠看懂的?即使你看懂了,那么請(qǐng)應(yīng)用他來(lái)計(jì)算一下異形電磁鐵的受力。估計(jì)你可以近似得到,但是結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值有時(shí)候在數(shù)量級(jí)上都是有千差萬(wàn)別的。
但是......科技是發(fā)展的,當(dāng)你覺(jué)得無(wú)從下手的時(shí)候,總有一些世外高人為大家?guī)?lái)意想不到的技術(shù)。而電磁仿真分析軟件的出現(xiàn)可以使人人成為玄學(xué)高手。目前常用的電磁軟件有ANSYS-Emag、Magent、Maxwell、Comsol、甚至abaqus都添加了電磁功能。只要你掌握其中的一款軟件,深入而細(xì)致的研究,你就會(huì)成為人人崇拜的電磁高手
我們先看一下電磁仿真的典型應(yīng)用。電和磁是不分家的,有電的地方就有磁,所以電磁技術(shù)在電氣設(shè)備當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用
1、電氣設(shè)備的絕緣分析是電氣柜的必要仿真之一,換言之,就是在設(shè)備當(dāng)中是否發(fā)生閃電(電弧擊穿),那么仿真軟件就可以根據(jù)離散化的空間單元來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度,進(jìn)而判斷其場(chǎng)強(qiáng)是否大于空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng),后期進(jìn)行必要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)更改。這是電磁軟件的電場(chǎng)應(yīng)用。
2、考慮磁場(chǎng)應(yīng)用就更多了,高頻的電磁波這里不做考慮,那么低頻的應(yīng)用包括考慮熱效應(yīng)的有電磁爐、電磁感應(yīng)淬火、電氣設(shè)備功率損耗、電纜功率損耗等
3、考慮電磁受力的有電磁炮、電磁鐵、斷路器的電磁脫扣器,電氣柜的電動(dòng)力
4、考慮電磁場(chǎng)效果的的有變壓器、金屬檢測(cè)儀器、無(wú)線充電技術(shù)、磁懸浮等技術(shù)
以上講了電磁的常規(guī)應(yīng)用,下面我說(shuō)一下個(gè)人的對(duì)于電磁仿真技術(shù)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。供大家參考,有興趣的可以深入研究
1、話說(shuō)干一行愛(ài)一行,首先你得喜歡仿真分析這門玄學(xué)。更要對(duì)其充滿好奇心,要多想想你能從中得到什么,沒(méi)有興趣,那么就果斷放棄吧,此處不開花,總有你綻放的地方
2、有了興趣那么你就要開始深入研究。如果你對(duì)《周易的》乾坤八卦不了解(乾代表天,坤代表地,巽(xùn)代表風(fēng),震代表雷,坎代表水,離代表火,艮(gèn)代表山,兌代表澤),那么你對(duì)五行-金、木、水、火、土,至少要有個(gè)概念,換言之,你對(duì)Maxwell方程組不了解,那么對(duì)其衍生的電磁學(xué)知識(shí)有個(gè)初步的感性認(rèn)識(shí),其理論知識(shí)至少要達(dá)到一定高度(初中物理中的電磁知識(shí)即可)。
原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,結(jié)合個(gè)人經(jīng)驗(yàn),你需要知道三點(diǎn)知識(shí)即可
(1)明白無(wú)論直流還是交流,只要有電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),了解其磁場(chǎng)方向(右手定則),方向看看指南針即可
(2)明白電流在磁場(chǎng)中受力方向(左手定則)。
(3)變化的磁場(chǎng)對(duì)封閉導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生電流(發(fā)電機(jī))
好了,如果你感性認(rèn)識(shí)到這么三條,那么恭喜你,已經(jīng)對(duì)電磁學(xué)入門了,那么對(duì)于軟件仿真的結(jié)果判斷,可以說(shuō)至少80%的結(jié)構(gòu)是基于這么3條知識(shí)的。
3、有了初步的認(rèn)識(shí),那么就開始實(shí)踐,仿真軟件的設(shè)置無(wú)外乎就是對(duì)概念的理解,電磁學(xué)的概念就是比較多一些,電流、電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、矯頑力、剩磁,磁滯回線、安培力、洛倫茲力。。。等等,估計(jì)大多數(shù)人都是對(duì)其望而卻步。不要緊,當(dāng)你面對(duì)問(wèn)題的時(shí)候,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)車到山前必有路,柳暗花明又一村。仿真軟件的出現(xiàn)就是讓你跳過(guò)了復(fù)雜的理論知識(shí),只要有概念即可,軟件輸入數(shù)值,運(yùn)算之后即可得到結(jié)果。所以軟件的實(shí)踐是學(xué)習(xí)的基本要?jiǎng)?wù)
4、學(xué)習(xí)仿真軟件不用擔(dān)心,總結(jié)了三句話供大家參考
(1)軟件是人設(shè)計(jì)的,他的基本使用方法必然符合人的基本思路
(2)電腦是個(gè)傻子,你不告訴他,它什么都不知道
(3)只要你能想到的軟件中涉及到的方法,基本上都會(huì)考慮,不會(huì)的問(wèn)題經(jīng)過(guò)努力就一定能夠解決
馬克思主義講到學(xué)習(xí)是實(shí)踐--感知--實(shí)踐的一個(gè)過(guò)程,你有了很多的理論,那么實(shí)踐就可以了,熟能生巧,堅(jiān)持以上學(xué)習(xí)軟件的基本方法,那么你也就會(huì)成為高手
最后再送上電磁仿真的一個(gè)基本仿真思路,在仿真分析中千萬(wàn)不要忽略細(xì)節(jié)的重要性。
有志者事竟成,破釜沉舟,百二秦關(guān)終屬楚;
苦心人天不負(fù),臥薪嘗膽,三千越甲可吞吳
最后再簡(jiǎn)單說(shuō)一下個(gè)人仿真經(jīng)驗(yàn):
1.物理理論是很重要的,在做之前,先將想要做的問(wèn)題有一個(gè)大概的了解,預(yù)測(cè)趨勢(shì)性結(jié)果
2.分析影響結(jié)果因素,在軟件中考慮導(dǎo)致不同結(jié)果的所有因素如何設(shè)置,軟件默認(rèn)不一定正確
3.結(jié)果趨勢(shì)是否正確,將參數(shù)極限化考慮來(lái)預(yù)測(cè)趨勢(shì)是否正確
4.仿真經(jīng)驗(yàn)記得總結(jié),記錄過(guò)程,量變引起質(zhì)變,以后會(huì)有一個(gè)質(zhì)的提高
5.不要忽略細(xì)節(jié)的重要性,每一個(gè)細(xì)節(jié)決定成敗
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