mah... Trovare un effetto secondario che potrebbe consentire una produzione di energia dovuta ad uno sbilanciamento (perenne ) del campo magnetico per non si sa quale motivo... mi sembra improbabile o almeno io non ci spero . Ripeto: io sono convinto che questo sistema non funzioni, per questo cerco di usare strumenti basati sulla fisica classica (con un minimo di analisi, cosa che non ho visto fare sui siti che ho visto...) che mi permettano di verificare ipotesi altrui. Se un giorno trovassi un minimo di coppia utile.. beh correrei a tagliarmi del ferro e comprare magneti.

Prime analisi sulla geometria di Franz. Ho aggiunto l'aria all'esterno (non mi piaceva quel modello tagliato sul ferro) e ho cominciato a considerare la coppia agente sui magneti grandi durante la loro rotazione. Per velocizzare un minimo ho diminuito la densità della mesh delle parti in aria. E' un casino allucinante . Il modello non alcuna simmetria, anche utilizzando incrementi di 0,25° la coppia risultante oscilla tra valori negativi e positivi ad ogni incremento. Quest'ultima è bassa, considerando le forze che si scaricano sul perno del rotore.

ciauz!

Edited by Polipone2 - 16/3/2005, 22:51

Ho messo nella solita pagina (http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm) un file che ho scaricato da un sito (non mi ricordo quale) che mostra che il PM3 funziona, cioè la forza è sbilanciata.
Il file si chiama Torque Data (TOMI Closed Loop).zip

Io vorrei però capire bene come fai a integrare , per fare un po' di calcoli sulle varie configurazioni.....

a presto!

QUOTE (franz5000 @ 17/3/2005, 22:57)

Ho messo nella solita pagina (http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm) un file che ho scaricato da un sito (non mi ricordo quale) che mostra che il PM3 funziona, cioè la forza è sbilanciata.
Il file si chiama Torque Data (TOMI Closed Loop).zip

Io vorrei però capire bene come fai a integrare , per fare un po' di calcoli sulle varie configurazioni.....

a presto!

interessante... Il tipo ci ha messo un anno a fare queste prove ! La cosa interessante sarebbe stata vedere che incremento angolare ha considerato per fare le simulazioni. A meno che non abbia trovato un modo un po' furbo per fare dei batch di calcolo con rotazioni definite del magnete... c'è da guardarci meglio. Per calcolare le coppie si integra sull'area dei magneti in esame (rotore o statore è lo stesso) la coppia (wheighted stress torque se nn ricordo male .. non mi va di aprirlo per controllare, devo dormire !!). ad ogni simulazione il magnete va ruotato con la trasformazione di rotazione di un angolo il più piccolo possibile, sia geometricamente (linee o punti) che come definizione di area. Ovviamente l'asse di rotazione del rotore deve essere in 0,0 altrimenti ci si complica la vita!

La geometria usata in quei calcoli è diversa però da quella che mi hai dato tu no?

a presto !

Ho trovato l'indirizzo da dove ho scaricato il file: http://groups.yahoo.com/group/minatowheel/...nalysisResults/
(devi però registrarti come utente Yahoo per scaricarlo)

La geometria esatta che ha utilizzato il tizio non la conosco.

Per quanto riguarda l'integrazione, selezioni l'area di un solo magnete del rotore o di tutti e 12 contemporaneamente?

Edited by franz5000 - 18/3/2005, 23:10

Ho provato un po' ad integrare, il problema è che non ho ben capito come funziona il tutto.

Io seleziono un elemento del rotore, poi vado su "integrate" e seleziono "Torque via Weighted Stress Tensor".

A quanto ho capito, però, questo restituisce solo il momento torcente agente sul magnete stesso, ed è ovvio che il magnete tende a ruotare. Mentre quello che mi interessa è la forza agente sul magnete in rapporto al punto (0,0). E dov'è che gli si dice questo? Non penso che si possa calcolare con il femm....
Quindi l'integrale sull'area del magnete del rotore non mi serve, e non porta ad alcuna conclusione.

Sbaglio? Se sì, aiutatemi a capire dove...

QUOTE (franz5000 @ 19/3/2005, 22:35)

A quanto ho capito, però, questo restituisce solo il momento torcente agente sul magnete stesso, ed è ovvio che il magnete tende a ruotare. Mentre quello che mi interessa è la forza agente sul magnete in rapporto al punto (0,0). E dov'è che gli si dice questo? Non penso che si possa calcolare con il femm....

no, in realtà restituisce il momento attorno al punto 0,0 , come viene spiegato a pagina 36-37 del manuale di FEMM 3.3. L'unica condizione necessaria affinchè l'integrale funzioni è che il magnete sia circondato d'aria, e nei nostri schemi questa condizione è rispettata. Per verificare al cosa prendi due magneti (piccoli) ne metti uno dei due ad una lunga distanza lungo un asse (x o y) e metti l'altro nelle vicinanze per farlo nteragire col precendente. poi calcoli col metodo weighted stress sia la forza che la coppia e con il braccio di leva (circa) noto verifichi che i dati siano coerenti.

Grazie mille!
Ora comunque sto sperimentando un processo completamente automatico che pare funzionare: uso il LUA script integrato nel femm e va alla grande!

Dopo qualche ora mi ritrovo un file di testo con tutti gli integrali da me richiesti con il rotore nelle varie posizioni. Posterò i risultati appena terminati i lunghi calcoli! Il LUA è veramente una bomba, fa risparmiare davvero un sacco di tempo!

Ecco i primi (strani) risultati. Strani perché secondo me il sistema è assolutamente simmetrico, e se ogni 2 gradi c'è un magnete, il grafico del momento torcente dovrebbe ripetersi ciclicamente.... e invece no! Boh...

Comunque ci sono stato la bellezza di 2 ore e 23 minuti per elaborare questo grafico (il mio vecchio athlon 1400 non ce la fa più), ma ora trasferirò tutto sul p4 3.4ghz - 2Gb ram che ho in ufficio...

Chi mi spiega questi strani risultati....

PS ogni unità sull'asse x è la variazione di 0.05 gradi del magnete rotore



Edited by franz5000 - 22/3/2005, 23:27

Attached Image

mhh. i valori sono effettivamente molto strani.

Prova a fare un intervallo più corto a spazi più ridotti (es. 0,01 gradi). Se non si ottiene continuità tra le simulazioni potrebbe voler dire che c'è un errore numerico evidente.

Per verificare l'entità degli errori numerici con la tua simulazione, prova a prendere una posizione di riferimento, ed ad infittire sempre di più la mesh e verificare se il valore di coppia misurato converge ad un valore finale. Se la coppia cambia molto al variare della mesh, vuol dire che la discretizzazione iniziale non è corretta. (a dire il vero i tuoi modelli che avevo scaricato mi sembravano meshati comunque in modo adeguatamente infittito). Per risparimiare elementi puoi creare due zone d'aria una esterna tra rotore e statore a densità molto elevata e una interna (zona a basso e ininfluente campo magnetico) con elementi a discretizzazione automatica. ILe mie sono solo idee buttate li; io adesso sto lavorando sulla tua geometria, ho creato 100 modelli ruotati di 0,04°, devo farli analizzare e verificare (se mi passi le macro adatte per il post-processing mi risparmi un po' di lavoro )

ciao!

Proverò a fare come hai detto. Intanto ti passo i 2 LUAscript che uso io (non è necessario creare i modelli, con questi script i pezzi ruotano da soli!):

questo è xxx.lua:

for i=1,720,1 do
selectgroup(1)
moverotate(0,0,0.5)
analyze(0)
runpost("\"c:\PM3\xxx1.lua\"")
end

In rosso sono indicate le parti da modificare (sono rispettivamente il numero di iterazioni, l'angolo e il percorso del secondo script LUA).

Questo è xxx1.lua (il secondo script):

seteditmode("area")
groupselectblock(1)
pippo = blockintegral(22)
c=appendto("xxx.txt")
write(c,pippo)
write(c,"\n")
flush(c )
exitpost()

I risultati finiscono ovviamente in "xxx.txt".

IMPORTANTE: perché lo script funzioni devi assegnare sia i segmenti che compongono il magnete rotore sia il pallino verde (con le proprietà del materiale e la direzione di magnetizzazione) al gruppo 1, così il programma sa cosa deve spostare.

Buona analisi!

Edited by franz5000 - 23/3/2005, 12:32

grazie. Così è moooooooolto più comodo, però ho un problema di runtime error quando passa al post (risolto! ). Buona sperimentazione!

Edited by Polipone2 - 23/3/2005, 22:42

Ancora non ci siamo. Ho fatto fare un giro completo al magnete, ma i risultati sono stranissimi. Ho messo tutte le mesh a 2, compresa l'aria, ma ho tolto il cerchio di ferro intorno.
Ho variato l'angolo di 0.5°. Questo è quello che è risultato, e mi sembra tutto tranne che sinusoidale.
Ora farò anche qualche prova con il PM3 lineare per capire dove sbaglio...



Attached Image

Credo di aver raggiunto un buon risultato: ho allungato il magnete del rotore, e portato tutte le mesh a 1.
Ci sono volute 15 ore su un Pentium 3.4Ghz per completare l'analisi, ma sembra ne sia valsa la pena. Il momento torcente totale (su circa 90°) è POSITIVO, e non di poco! Questo conferma la validità della macchina!!!

Attendo commenti su questi risultati, che sembrano MOLTO incoraggianti.......



ps Ora inizierò una simulazione completa con doppia fila di magneti statori (un anello interno e uno esterno) e 12 magneti rotori




Attached Image

ma sei uno stakanovista! Bravo!

prima di cantare vittoria io continuo ad essere convinto dei valori ( a zigo_zago) che saltano fuori sia a te che a me, non capisco da dove derivi una risposta di quel tipo in un processo ciclico... Voglio approfondire come funziona il solutore, ti ricordo che l'analisi non è lineare, e quindi oltre agli errrori di meshatura vanno considerati anche gli errori di approssimazione: la soluzione si ottiene con una convergenza nelle iterazioni del solutore, dobbiamo verificare che i parametri di default ( a livello di convergenza) di FEMM consentano di desrivere bene i fenomeni che vogliamo analizzare. Io cercherò di approfondire quest'aspetto... a presto!

mi spiace Franz, ma nel mio caso ho aumentato la precisione dell'analisi da 1e-8 a 1e-9... E i risultati non sono più a dente di sega ma tornano in apparenza ad essere sinusoidali. Il numero di iterazioni del calcolo passa da 3 circa a 8-9 e i risultati sono completamente diversi!!!! Stavo facendo l'analisi sulla tua geometria utilizzando un solo magnete rotorico. Purtroppo mi si è piantata prima che potessi chiudere il ciclo ti posso solo far vedere i risultati ottenuti finora. Mi raccomando per le prossime analisi aumenta la precisione come ho fatto io, altrimenti è solo tempo ciclo sprecato!!!



ciao,

altri risultati... sinusoide perfetta sul ciclo a 4°. Posto i valori numerici per fare prima

angolo coppia [Nm]
0,02 -0,028685168
0,04 -0,031770404
0,06 -0,031695223
0,08 -0,029325966
0,1 -0,02450673
0,12 -0,016247155
0,14 -0,007455391
0,16 0,003100615
0,18 0,012615739
0,2 0,020247824
0,22 0,026118796
0,24 0,030333893
0,26 0,030579991
0,28 0,026783704
0,3 0,021667682
0,32 0,013273585
0,34 0,00409956
0,36 -0,005757359
0,38 -0,015901451
0,4 -0,02421325





Edited by Polipone2 - 28/3/2005, 18:04

EUREKA! FUNZIONA!

Finalmente ho trovato una configurazione del PM3 che mostra in maniera inequivocabile che questa macchina gira da sola! Questo almeno è quanto emerge dalle simulazioni al computer (ripetibilissime da chiunque). Anzi, spero che molti ripetano la simulazione e che esaminino i risultati.
Il momento torcente è NETTAMENTE diverso da zero, come previsto da K_PULLO.

Per la simulazione ho usato un modello di macchina con 180 magneti esterni e 56 interni per lo statore, separati da un rotore con 12 magneti più grandi e più lunghi. I magneti sono di NdFeB.

Per ripetere la simulazione, il file zip contenente tutti i files necessari (comprese le istruzioni) è scaricabile da http://gothicfonts.altervista.org/schema.htm. Il file si chiama PM3-simulation.zip (295Kb).

A questo punto il passo successivo (una volta confermata l'esattezza delle simulazioni) è quello di costruire un prototipo.

Edited by franz5000 - 30/3/2005, 09:23

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Ecco il risultato di una simulazione che analizza con maggior dettaglio il funzionamento del PM3.
Lo spostamento totale qui analizzato è di 4° con intervalli di 0.01°. E' ben visibile l'andamento sinusoidale sbilanciato, che permette alla macchina di ruotare. I valori sull'asse Y sono diversi dalla precedente simulazione perché ho settato le dimensioni della macchina in cm. Ho anche aumentato la precisione di risoluzione rispetto alla simulazione precedente (1e-009).

Ecco il grafico:



Attached Image

so che comincerai ad odiarmi Franz....

Ho analizzato il tuo modello, e ho trovato alcuni aspetti che vanno migliorati:

Punto primo, dovrersti mettere una qualche condizione al contorno, almeno imporre A nullo lungo la circonferenza esterna.

Punto secondo, la meshatura è completamente sbagliata. E' inutile mettere migliaia di elementi all'interno dei magneti rotorici, senza un adeguato infittimento nei traferri!!!!! la zona del traferro è quella dove si genera la coppia agente sul magnete rotorico, e non può essere modellata con due elementi di larghezza.

Punto terzo, l'aumento della precisione a 1e-9 serve quando abbiamo pezzi in ferro che possono andare in saturazione, e quindi avere caratteristiche di magnetizzazione non lineari, sembra non influenzare il caso dell'interazione di soli magneti (sono ignorante in materia, non so se è un'approssimazione o è giusto).

Io ho preso il tuo modello. Ho dato una proprietà di mesh locale di 0,5 su tutte le rette a contatto nei traferri sia interni che esterni, sia sul rotore che sullo statore, e salta fuori questo andamento della coppia:

La serie blu sono i valori numerici. La serie lilla è una cosinusoide che ho calcolato per interpolare la curva numerica. Non c'è nessuno scosatmento dallo 0.
Vedi anche tu l'andamento a "picchi" che hanno i tuoi grafici e i grafici che hai linkato fatti da altri. Un andamento del genere della coppia non è plausibile, infatti se risolvi le imprecisioni nel modello ritorni sempre al solito andamento. Devo vedere se FEMM incorpora un sistema di analisi dell'errore locale nella soluzione. Ad esempio nei FEM strutturali, si ha la continuità degli spostamenti e non delle tensioni ai nodi, guardando le differenze di tensione di elementi vicini si ha già un'idea approssimativa dell'errore che si sta facendo. Putroppo FEMM ha la pessima idea di visualizzare i campi ARROTONDANDO i valori calcolati sui singoli elementi, così sembra che vada sempre tutto bene ma in realtà non è così!



Edited by Polipone2 - 29/3/2005, 19:23

Per completare il discorso, ti posto lo zoom di un punto del traferro nella mia soluzione. Ti posso dire che NON è ancora abbastanza infittito, peò ti rende l'idea delle precisazioni precedenti. Vedi come i colori attraversino gli elementi tagliandoli a metà? Ecco questa visualizzazione è FALSA! ogni elemento ha un unico valore in modulo del campo, essendo un elemento lineare:

saluti.

Sono molto contento dei tuoi interventi, polipone2! Altro che odiarti!
Quello che dici è giusto, ci sono delle imperfezioni nel mio modello (mesh troppo poco fitte). Vorrei chiederti una cosa: l'integrazione l'hai fatta su tutti gli elementi del rotore contemporaneamente o su uno solo?

Un'altra cosa, mi spieghi gentilmente e in parole semplici a che serve mettere delle condizioni di contorno sulla circonferenza esterna?

ciao, Franz!

l'integrazione è stata fatta su tutti i magneti, ho sfruttato i tuoi comodissimi file .lua

Le condizioni al contorno nascono dalla struttura stessa di un modello FEM. Non so se riesco a spiegarmi, ma nel modello matematico che descrive il sistema è necessario imporre dei vincoli, affinchè la soluzione sia univoca. Per fare un paragone strutturale (nel quale mi oriento mooooooolto meglio) se analizzo la deformazione di un corpo rigido, questo dovrà essere bloccato in almeno un punto per evitare il cosiddetto "moto rigido" ossia il corpo che trasla nello spazio, questo matematicamente corrisponde ad avere una matrice del sistema di risoluzione non invertibile.
FEMM di default impone se non specificato una condizione (cito l'help....) di dA/dN, ossia impone che le linee di flusso magnetico siano normali alla superficie, alla quale andrebbe aggiunto il valore di A in un punto, poichè in effetti le funzioni A sono infinite (è un potenziale che si ottiene da integrazioni di equaizoni differenziali). Secondo me in qualche modo FEMM da qualche parte l'infila da solo, altrimenti dovrebbe rifiutarsi di andare avanti...

Penso che nel nostro caso tuttavia le condizioni al contorno non siano così influenti, essendo un "guscio" chiuso all'esterno: il campo magnetico dello statore esterno è praticamente tutto all'interno dello statore stesso, come se fosse un anello di un trasformatore. Io avevo modellato in maniera molto approssimativa una zona di aria circostante l'apparecchio imponendo alla fine un valore di A. Ma ripeto, per le considerazioni valide per questa geometria, il problema delle condizioni al contorno è secondario.

Effettivamente questo grafico (con mesh 1) mostra che non c'è nessun momento torcente
Comunque adesso sto lavorando su un modello che ha per rotore un magnete in configurazione Halbach, e le prime simulazioni sembrano confortanti.....

Edited by franz5000 - 30/3/2005, 16:22

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Ecco una prima simulazione del PM3h (ho chiamato così il pm3 con Halbach array). E' piuttosto seghettato anche se sul modello ho messo le mesh a 0.1 (sui lati dei magneti).
Questo è solo un risultato preliminare, ma è interessante...

Edited by franz5000 - 30/3/2005, 16:30

Attached Image

che roba è un magnete halback? comunqeu a giudicare da come è montato (ossia con più magneti a CONTATTO) forse dovremo calcolare la coppia agente utilizzando un metodo diverso... approfondisco.

ciao, complimenti ragazzi per il lavoro fatto io ahime è da un po' ke ho dovuto abbondanare simulazioni & co. in ogni caso il magnete di hallback o più propriamente l'array è la sequenza di 5 magneti che vedi nella figura di franz.. esso permette di eliminare quasi del tutto il flusso da un lato e concentrarlo solo sull'altro..

Diciamo che un Halbach Array è una particolare configurazione di magneti che riesce ad approssimare molto bene un monopolo magnetico, nel senso che da una parte si ha un polo mentre dall'altra il flusso è quasi nullo. Stanno pensando di utilizzarlo per i treni a levitazione magnetica.

Guarda questo link http://www.matchrockets.com/ether/halbach.html per maggiori informazioni.

Edited by franz5000 - 31/3/2005, 09:17

Attached Image

Aumentando la precisione dell'analisi sul PM3h (PM3 con Halbach), cioè meshando anche l'aria a 1, dopo lunghissimo tempo ho ottenuto questo grafico: sembra che ci sia qualche strano fenomeno di risonanza.... non me lo spiego....



Attached Image

neanche io... riesci a pubblicare la geometria del modello, che provo a cavarci qualcosa?

ciao a tutti sono affascinato dal moto perpetuo!!!! ma dove posso trovare i magneti per fare delle prove? ho avuto un?idea brillante. CIAO A TUTTI

CITAZIONE (bonsai @ 20/6/2005, 15:16)

ciao a tutti sono affascinato dal moto perpetuo!!!! ma dove posso trovare i magneti per fare delle prove? ho avuto un?idea brillante. CIAO A TUTTI

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