Программа JMAG-Designer непрерывно совершенствуется. Появляются новые функции и возможности, которые отсутствуют в других подобных программах или их реализация требует больших усилий (написание макросов, доп. программ и т.д.).

О некоторых из новых стандартных возможностей, которые могут быть использованы при моделировании индукторов и индукционных систем, мне хотелось бы рассказать.

1. Источники энергии, используемые при задании цепи

Источник тока – общепринятый способ задания мощности индуктора. Существует во всех программах моделирования.

Источник напряжения – есть в меньшем числе программ. Он удобен при моделировании индукционной системы, подключенной к источнику питания с известным диапазоном изменения напряжения на индукторе. Например, согласование с тиристорными преобразователями для индукционного нагрева ТПЧ, ППЧ, СЧГ.

Источник мощности – встречается достаточно редко. Задается при задании цепи. Допускается использование только одного источника мощности. При этом в настройках необходимо задать начальный ток, точность расчета и количество итераций.

Задача с линейными материалами, обычно, решается в две итерации. Для задач с нелинейными материалами (например, магнитная сталь, для которой задана кривая B(H)) количество итерации обычно не превышает пяти.

Данный режим задания мощности позволяет:

1. Сразу определить напряжение и ток индуктора для заданной или требуемой мощности.

2. При совместном решении тепловой и электромагнитной задачи иметь режим постоянной мощности, который наиболее часто используется и реализован в генераторах индукционного нагрева.

В общем случае, в установках индукционного нагрева может быть реализован режим стабилизации тока индуктора, напряжения индуктора или мощности.

2. Моделирование двухчастотного нагрева стандартными средствами JMAG-Designer V12-V13

Двухчастотный нагрев в устройствах индукционного нагрева используется для закалки зубьев шестерен.

JMAG-Designer V12-V13 позволяет решать совместную тепловую и электромагнитную задачу, где нагрев происходит на двух частотах.

Решаются попеременно электромагнитные задачи для разных частот, а затем источники теплоты передаются в тепловую задачу.

Величина ошибки при таком подходе зависит от шага по времени. Также следует учесть, что магнитная проницаемость стали, а, следовательно, глубина проникновения тока, будет несколько отличаться от реальной, т.к. нагрев единовременно происходит на одной частоте, а не на двух (это относится к электромагнитной задаче). Но, в целом, такой подход позволяет определить значения частоты и мощности для двух источников разной частоты установки индукционного нагрева, исходя из требований по глубине и равномерности закалки профиля зуба.

3. Дополнительные возможности при решении совместной электромагнитной и тепловой задачи

Обычно, при совместном расчете тепловой и электромагнитной задачи, чередуются расчет электромагнитной и тепловой задачи во временной области. JMAG-Designer V12-V13 позволяет выполнять единичный электромагнитный расчет при многократном тепловом расчете для одного базового шага по времени. Т.е. тепловой расчет будет проводиться чаще, чем электромагнитный. Такой режим позволяет повысить точность и скорость расчета для задач с быстро меняющейся температурой и незначительно меняющимися электрическими параметрами объекта исследования

5. Продвинутый адаптивный алгоритм построения сетки.

Достаточно много программ FEM моделирования имеют режим автоматического построения сетки. Пожалуй, самая известная программа – это Ansoft Maxwell. JMAG-Designer тоже имеет такую возможность. В свойствах задания сетки достаточно задать максимальное количество итерации и требуемую точность. И все. Результат будет получен с требуемой точностью. Для начинающих пользователей – замечательная возможность получить требуемый результат.

Но стоит отметить, что при построении сетки используются только треугольники, что несколько портит красивость картинок распределения тока или поля в объектах. И время расчета существенно больше, чем, если задана пользователем, пускай и избыточная, однократно созданная сетка. Но в целом можно отметить, что данный режим быстр, точен и полезен для моделирования простых задач начинающим пользователем.

Наиболее продвинутые пользователи создают сетку в редакторе геометрии. Эта возможность появилась в программе JMAG-Designer не так давно, но непрерывно совершенствуется и обрастает новыми функциями и возможностями.

В начале января 2016г. вышел Jmag-Designer ver. 15.0

Мне доступна версия 15.0.02k

Из явных достоинств.

Сразу считает индуктивность и активное сопротивление витка в электрической задаче.

И выводит в табличном виде.

Из глюков.

При создании материала. В свойствах кривой B(H) не возможно использовать точку. Приходится задавать числа вида 16e-1.

Я думаю, что подправят в следующей версии.

Поправили в версии 15.0.03k.