Соленоид, параметризованный с помощью данных КЭМ

В этом примере показан соленоид ограниченного хода с возвратной пружиной. При отсутствии напряжения пружина удерживает плунжер на расстоянии 0,1 мм от полностью находящегося под напряжением положения. Через 0,1 секунды соленоид включается, и смещение переходит в ноль. При 0,06 с прикладывается сила, превышающая удерживающую силу, и плунжер перемещается до максимального хода 0,2 мм. Электромагнитная сила и характеристики обратной ЭДС определяются блоком FEM-Parameterized Linear Activate. Этот блок принимает данные в формате, обычно обеспечиваемом инструментом моделирования конечного магнитного поля. Существует две опции параметризации, одна из которых работает непосредственно с данными потока, а другая использует частные производные потока относительно тока и смещения. Последний вариант обычно является лучшим выбором, он дает более точные результаты для данной плотности текущих и позиционных точек данных. Однако для этого требуется больше предварительной обработки данных.

Ключевое отличие этого подхода к моделированию соленоида от подхода, используемого Simscape™ примером соленоида «ssc _ solenoid», заключается в том, что он может улавливать эффекты магнитного насыщения. И наоборот, пример Simscape предполагает линейную зависимость между током и магнитной силой. Это предположение о линейности также сделано компонентом Simscape Electrical™ Solenoid. В этой модели подсистема «Упрощенный соленоид без эффектов насыщения» параметризуется данными индуктивности соленоида для тока 0.1A. Индуктивность представляет собой частную производную потока относительно тока и также вычисляется файлом инициализации. Разница в результатах по сравнению с линейной моделью соленоида иллюстрирует эффекты насыщения потока. Если уменьшить напряжение питания с 12V до 1.4V, то установившийся ток будет приблизительно 0.1A, и результаты будут совпадать после того, как ток достигнет этого значения.