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Forum: HF, Funk und Felder Nutzen von FEMM bei planaren Problemen


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Autor: Dussel (Gast)
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Moin,

für meine Magnetversuche habe ich mich nochmal mit FEMM beschäftigt. 
Dabei ist mir die Frage gekommen, wie nützlich FEMM ist.
Bei der Suche wurde bestätigt, was ich mir schon gedacht habe, dass bei 
planaren Problemen Felder in Z-Richtung ignoriert werden. Aber wie soll 
man dann die Ergebnisse interpretieren? Kann man damit überhaupt was 
anfangen?

Beispielsweise ein einfacher Magnetkreis mit Luftspalt 
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magnetischer_Kreis.svg). 
Ein rechteckiger 'Kreis' aus Material mit hoher Permeabilität, 
aufgetrennt durch einem Luftspalt , und eine Spule um einen Schenkel. 
Wenn man einen quadratischen Querschnitt des Materials annimmt, wird 
etwa die Hälfte des Streufelds am Luftspalt vernachlässigt.

Kann man die Ergebnisse sinnvoll interpretieren oder ist FEMM für solche 
Fälle unbrauchbar (aber dann wäre es ja nicht so verbreitet)?

Autor: U. B. (pasewalker)
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> Bei der Suche wurde bestätigt, was ich mir schon gedacht habe,
> dass bei planaren Problemen Felder in Z-Richtung ignoriert werden.

Ich würde im Beispiel so vorgehen:
Den Luftspalt A4 genau in die Mitte verschieben (dorthin, wo jetzt
A4 ist) und dann die rechnen (lassen).
Dann hätte man schon eine Näherung für das wirkliche Magnetfeld.

> Wenn man einen quadratischen Querschnitt des Materials annimmt,
> wird etwa die Hälfte des Streufelds am Luftspalt vernachlässigt.

Wieviel am Luftspalt "vorbeirauscht", hängt von dessen Dicke relativ
zu den Abmessungen des Blechpakets ab.

Autor: Dussel (Gast)
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U. B. schrieb:
> Den Luftspalt A4 genau in die Mitte verschieben (dorthin, wo jetzt
> A4 ist) und dann die rechnen (lassen).
Was soll das bewirken? Die Z-Richtung ist die Richtung vom Betrachter 
auf das Bild. Wo der Luftspalt in X-Y-Richtung ist, dürfte meiner 
Meinung nach für die Genauigkeit des Ergebnisses keine Rolle spielen.

U. B. schrieb:
> Wieviel am Luftspalt "vorbeirauscht", hängt von dessen Dicke relativ
> zu den Abmessungen des Blechpakets ab.
Das ist klar. Dafür ist eine FEM-Berechnung ja eigentlich da. Wenn man 
die Streufelder vernachlässigen könnte, könnte man es mit einem 
Taschenrechner von Hand ausrechnen.
Mich würde es halt wundern, wenn man simuliert, weil man es analytisch 
nur ungenau berechnen kann und dann als Simulationsergebnis eine 
ungenaue Lösung bekommt. Wo ist dann der Sinn der Simulation?

Autor: Achim S. (Gast)
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Dussel schrieb:
> Kann man die Ergebnisse sinnvoll interpretieren oder ist FEMM für solche
> Fälle unbrauchbar (aber dann wäre es ja nicht so verbreitet)?

Wenn die planare Fassung des Problems für dich ausreicht (bei der es 
keine relevante z-Abhängigkeit gibt), dann ist FEMM für dein Problem 
brauchbar. Wenn dich explizit die z-Abhängigkeit interessiert, dann ist 
es eben kein planares Problem und FEMM ist für dich nicht brauchbar.

Dussel schrieb:
> Wo ist dann der Sinn der Simulation?

Es gibt auch Programme für eine volle 3D-Simulation. Nur ggf. nicht so 
einfach frei verfügbar wie FEMM.

Dussel schrieb:
> Wenn man
> die Streufelder vernachlässigen könnte, könnte man es mit einem
> Taschenrechner von Hand ausrechnen.

Spätestens wenn ich die Verteilung der Wirbelströme bei hohen Frequenzen 
und deren Einfluss auf die Feldverteilung bestimmen möchte, fällt mir 
das mit FEMM leichter als mit dem Taschenrechner.

Autor: Dussel (Gast)
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Achim S. schrieb:
> Wenn dich explizit die z-Abhängigkeit interessiert, dann ist
> es eben kein planares Problem und FEMM ist für dich nicht brauchbar.
Explizit nicht, aber für das Ergebnis spielt sie eine bedeutende Rolle. 
Dann habe ich es aber anscheinend richtig verstanden, dass FEMM für 
sowas eben nicht brauchbar ist.

Achim S. schrieb:
> Es gibt auch Programme für eine volle 3D-Simulation. Nur ggf. nicht so
> einfach frei verfügbar wie FEMM.
Ich weiß. Von einem habe ich gelesen, das 20000€ pro Jahr kostet. Das 
ist mir doch etwas viel… :-)

Achim S. schrieb:
> Spätestens wenn ich die Verteilung der Wirbelströme bei hohen Frequenzen
> und deren Einfluss auf die Feldverteilung bestimmen möchte, fällt mir
> das mit FEMM leichter als mit dem Taschenrechner.
Eine Feldverteilung, bei der ein Großteil des Feldes nicht 
berücksichtigt wird?
Aber klar, ich wollte ja nichts gegen Simulationen sagen. Nur ist diese 
Art der Simulation für meinen Fall wohl nicht brauchbar.

Danke für die Antworten.

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