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Commit 86631e4b authored by fontchas5's avatar fontchas5
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v0.5 fin rajout PyFEMM

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TP-FEMM/src/accueil.md
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## Modélisation & Simulation par EF des dispositifs magnétiques (BC7-EC2a ) : Travaux Pratiques sur le logiciel FEMM ## Modélisation & Simulation par EF des dispositifs magnétiques (BC7-EC2a ) : Travaux Pratiques sur le logiciel FEMM
***Julien Fontchastagner - v 0.4 / mars 2022*** **Julien Fontchastagner - v 0.5 / mars 2022**
*Dernière mise à jour : Ajout de PyFEMM (interface avec python)*
<br/>
--- ---
Bienvenue sur le mini-site dédié aux TP FEMM de l'EC S8-BC7-EC2a pour les 2A ENSEM Formation Énergie. Bienvenue sur le mini-site dédié aux TP FEMM de l'EC S8-BC7-EC2a pour les 2A ENSEM Formation Énergie.
......
TP-FEMM/src/chaufind.md
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View file @ 86631e4b
...@@ -228,7 +228,7 @@ for n=1:npas ...@@ -228,7 +228,7 @@ for n=1:npas
end end
plot(t,Tmoy,'linewidth',2)); plot(t,Tmoy,'linewidth',2));
xlabel("Temps (en s)"); xlabel("Temps (en s)");
ylabel("Temperature moyenne (en K)"); ylabel("Temperature moyenne du fond (en K)");
title("Evolution de la temperature dans la casserole") title("Evolution de la temperature dans la casserole")
grid on grid on
``` ```
...@@ -321,7 +321,7 @@ for n in range(npas): ...@@ -321,7 +321,7 @@ for n in range(npas):
plt.plot(t,Tmoy,'b',lw=2) plt.plot(t,Tmoy,'b',lw=2)
plt.title('Évolution de la température dans la casserole') plt.title('Évolution de la température dans la casserole')
plt.xlabel('Temps (en s)') plt.xlabel('Temps (en s)')
plt.ylabel('Température moyenne (en K)') plt.ylabel('Température moyenne du fond (en K)')
plt.grid() plt.grid()
plt.show() plt.show()
``` ```
......
TP-FEMM/src/msap.md
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View file @ 86631e4b
...@@ -44,8 +44,9 @@ Une figure représentant celle utilisée sur notre machine est donnée ci-dessou ...@@ -44,8 +44,9 @@ Une figure représentant celle utilisée sur notre machine est donnée ci-dessou
### Inplantation (cadeau) ### Inplantation (cadeau)
Afin de vous évitez l'étape un peu fastidieuse de définition de la géométrie, je vous donne ci-dessous un exemple de programme définissant entièrement le problème et permettant de calculer la distribution de champ à vide (sans courant d'alimentation). Afin de vous évitez l'étape un peu fastidieuse de définition de la géométrie, je vous donne ci-dessous un exemple de programme définissant entièrement le problème et permettant de calculer la distribution de champ à vide (sans courant d'alimentation).
* *MATLAB :*
```Matlab ```Matlab
close all close all
clear clear
...@@ -256,15 +257,225 @@ for n = 1:ntheta ...@@ -256,15 +257,225 @@ for n = 1:ntheta
end end
``` ```
* *Python :*
```Python
import numpy as np
import femm
# Donnees probleme (toutes les longueurs sont en cm)
p = 3 # nombre de paires de poles
Lz = 20 # longueur
Ra = 10 # rayon d'alesage
alphae = 0.5 # larg. ang. encoche
alphai = alphae/4 # larg. ang. isthme
he = 3 # hauteur encoche
hi = 0.25 # hauteur isthme
ecs = 1 # epaisseur culasse stator
e = 0.2 # entrefer
ea = 1.5 # epaisseur aimant
ecr = 2 # epaisseur culasse rotor
alphaa = 0.7 # coef. arc polaire
taup = np.pi/p # pas polaire
taud = taup/6 # pas dentaire
N = 20 # nombre de snp.pires
Ieff = 0 # valeur eff courant d'alim.
w = 2*np.pi*50 # pulsation
t = 0
I1 = np.sqrt(2)*Ieff*np.cos(w*t)
I2 = np.sqrt(2)*Ieff*np.cos(w*t-2*np.pi/3)
I3 = np.sqrt(2)*Ieff*np.cos(w*t+2*np.pi/3)
Omega = w/p # vitesse
angRot = 0 # position rotor
angStat = 0 # on laisse 0 : centre sur phase a
femm.openfemm()
femm.newdocument(0)
femm.mi_probdef(0,'centimeters','planar',1e-8,Lz)
# Materiaux
femm.mi_getmaterial('Air')
femm.mi_getmaterial('M-19 Steel')
femm.mi_modifymaterial('M-19 Steel',0,'Toles Stator')
femm.mi_getmaterial('1010 Steel')
femm.mi_modifymaterial('1010 Steel',0,'XC10')
femm.mi_getmaterial('Copper')
femm.mi_modifymaterial('Copper',0,'Bobine')
femm.mi_getmaterial('N30')
femm.mi_modifymaterial('N30',0,'NdFeB')
# Sources
femm.mi_addcircprop('Phase a',I1,1)
femm.mi_addcircprop('Phase b',I2,1)
femm.mi_addcircprop('Phase c',I3,1)
# CL
femm.mi_addboundprop('Fond culasse',0,0,0,0)
femm.mi_addboundprop('antiper1',0,0,0,0,0,0,0,0,5,0,0)
femm.mi_addboundprop('antiper2',0,0,0,0,0,0,0,0,5,0,0)
femm.mi_addboundprop('antiper3',0,0,0,0,0,0,0,0,5,0,0)
femm.mi_addboundprop('antiper4',0,0,0,0,0,0,0,0,5,0,0)
femm.mi_addboundprop('Bande Roulement',0,0,0,0,0,0,0,0,7,angRot,angStat)
# Attention : bug dans femm.mi_addboundprop.m, on doit rajouter :
femm.mi_modifyboundprop('Bande Roulement',10,angRot)
# stator
R1 = Ra+hi
R2 = R1+he
R3 = R2+ecs
theta1 = (1-alphai)*taud/2
theta2 = (1-alphae)*taud/2
theta3 = (1+alphae)*taud/2
theta4 = (1+alphai)*taud/2
femm.mi_addnode(Ra,0)
femm.mi_drawarc(Ra,0,Ra*np.cos(theta1),Ra*np.sin(theta1),theta1*180/np.pi,1)
femm.mi_drawline(Ra*np.cos(theta1),Ra*np.sin(theta1),R1*np.cos(theta1),R1*np.sin(theta1))
femm.mi_drawline(R1*np.cos(theta1),R1*np.sin(theta1),R1*np.cos(theta2),R1*np.sin(theta2))
femm.mi_drawline(R1*np.cos(theta2),R1*np.sin(theta2),R2*np.cos(theta2),R2*np.sin(theta2))
femm.mi_drawarc(R2*np.cos(theta2),R2*np.sin(theta2),R2*np.cos(theta3),R2*np.sin(theta3),
alphae*taud*180/np.pi,5)
femm.mi_drawline(R2*np.cos(theta3),R2*np.sin(theta3),R1*np.cos(theta3),R1*np.sin(theta3))
femm.mi_drawline(R1*np.cos(theta3),R1*np.sin(theta3),R1*np.cos(theta4),R1*np.sin(theta4))
femm.mi_drawline(R1*np.cos(theta4),R1*np.sin(theta4),Ra*np.cos(theta4),Ra*np.sin(theta4))
femm.mi_drawarc(Ra*np.cos(theta4),Ra*np.sin(theta4),Ra*np.cos(taud),Ra*np.sin(taud),
theta1*180/np.pi,1)
r1 = 0.1
femm.mi_createradius(R1*np.cos(theta2),R1*np.sin(theta2),r1)
femm.mi_createradius(R1*np.cos(theta3),R1*np.sin(theta3),r1)
r2 = 0.4
femm.mi_createradius(R2*np.cos(theta2),R2*np.sin(theta2),r2)
femm.mi_createradius(R2*np.cos(theta3),R2*np.sin(theta3),r2)
femm.mi_addsegment(R1*np.cos(theta1),R1*np.sin(theta1),R1*np.cos(theta4),R1*np.sin(theta4))
femm.mi_selectgroup(0)
femm.mi_copyrotate(0, 0, taud*180/np.pi, 5 )
femm.mi_drawline(Ra,0,R3,0)
femm.mi_drawline(Ra*np.cos(taup),Ra*np.sin(taup), R3*np.cos(taup),R3*np.sin(taup))
femm.mi_drawarc(R3,0,R3*np.cos(taup),R3*np.sin(taup),taup*180/np.pi,5)
femm.mi_drawline(Ra,0,Ra-e/3,0)
femm.mi_drawline(Ra*np.cos(taup),Ra*np.sin(taup),(Ra-e/3)*np.cos(taup),(Ra-e/3)*np.sin(taup))
femm.mi_drawarc((Ra-e/3),0,(Ra-e/3)*np.cos(taup),(Ra-e/3)*np.sin(taup),taup*180/np.pi,1)
femm.mi_addblocklabel((Ra+R1)/2*np.cos(taud/2),(Ra+R1)/2*np.sin(taud/2))
femm.mi_selectlabel((Ra+R1)/2*np.cos(taud/2),(Ra+R1)/2*np.sin(taud/2))
femm.mi_setblockprop('Air',1,0,0,0,0,0)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud/2),(R2+R1)/2*np.sin(taud/2))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud/2),(R2+R1)/2*np.sin(taud/2))
femm.mi_setblockprop('Bobine',1,0,'Phase a',0,2,N)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*1.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*1.5))
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*2.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*2.5))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*1.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*1.5))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*2.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*2.5))
femm.mi_setblockprop('Bobine',1,0,'Phase b',0,3,-N)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*3.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*3.5))
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*4.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*4.5))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*3.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*3.5))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*4.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*4.5))
femm.mi_setblockprop('Bobine',1,0,'Phase c',0,4,N)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*5.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*5.5))
femm.mi_selectlabel((R2+R1)/2*np.cos(taud*5.5),(R2+R1)/2*np.sin(taud*5.5))
femm.mi_setblockprop('Bobine',1,0,'Phase a',0,2,-N)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R3)/2*np.cos(taup/2),(R2+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_selectlabel((R2+R3)/2*np.cos(taup/2),(R2+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_setblockprop('Toles Stator',1,0,0,0,1,0)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectsegment(R2,0)
femm.mi_selectsegment(R2*np.cos(taup),R2*np.sin(taup))
femm.mi_setsegmentprop('antiper1',0,1,0,1)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectsegment((Ra-e/6),0)
femm.mi_selectsegment((Ra-e/6)*np.cos(taup),(Ra-e/6)*np.sin(taup))
femm.mi_setsegmentprop('antiper2',0,1,0,1)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectarcsegment(R3*np.cos(taup/2),R3*np.sin(taup/2))
femm.mi_setarcsegmentprop(5,'Fond culasse',0,1)
femm.mi_clearselected()
# rotor
R1 = Ra-2*e/3
R2 = Ra-e
R3 = R2-ea
R4 = R3-ecr
theta1 = (1-alphaa)*taup/2
theta2 = (1+alphaa)*taup/2
femm.mi_drawline(R4,0,R3,0)
femm.mi_drawline(R3,0,R1,0)
femm.mi_drawline(R4*np.cos(taup),R4*np.sin(taup),R3*np.cos(taup),R3*np.sin(taup))
femm.mi_drawline(R3*np.cos(taup),R3*np.sin(taup),R1*np.cos(taup),R1*np.sin(taup))
femm.mi_drawline(R3*np.cos(theta1),R3*np.sin(theta1),R2*np.cos(theta1),R2*np.sin(theta1))
femm.mi_drawline(R3*np.cos(theta2),R3*np.sin(theta2),R2*np.cos(theta2),R2*np.sin(theta2))
femm.mi_addarc(R4,0,R4*np.cos(taup),R4*np.sin(taup),taup*180/np.pi,5)
femm.mi_addarc(R3,0,R3*np.cos(theta1),R3*np.sin(theta1),theta1*180/np.pi,5)
femm.mi_addarc(R3*np.cos(theta2),R3*np.sin(theta2),R3*np.cos(taup),R3*np.sin(taup),
theta1*180/np.pi,5)
femm.mi_addarc(R3*np.cos(theta1),R3*np.sin(theta1),R3*np.cos(theta2),R3*np.sin(theta2),
alphaa*taup*180/np.pi,5)
femm.mi_addarc(R2*np.cos(theta1),R2*np.sin(theta1),R2*np.cos(theta2),R2*np.sin(theta2),
alphaa*taup*180/np.pi,1)
femm.mi_addarc(R1,0,R1*np.cos(taup),R1*np.sin(taup),taup*180/np.pi,1)
femm.mi_addblocklabel((R2+R3)/2*np.cos(theta1/2),(R2+R3)/2*np.sin(theta1/2))
femm.mi_selectlabel((R2+R3)/2*np.cos(theta1/2),(R2+R3)/2*np.sin(theta1/2))
femm.mi_setblockprop('Air',1,0,0,0,5,0)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R4+R3)/2*np.cos(taup/2),(R4+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_selectlabel((R4+R3)/2*np.cos(taup/2),(R4+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_setblockprop('XC10',1,0,0,0,5,0)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_addblocklabel((R2+R3)/2*np.cos(taup/2),(R2+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_selectlabel((R2+R3)/2*np.cos(taup/2),(R2+R3)/2*np.sin(taup/2))
femm.mi_setblockprop('NdFeB',1,0,0,taup/2*180/np.pi,5,0)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectsegment(R2,0)
femm.mi_selectsegment(R2*np.cos(taup),R2*np.sin(taup))
femm.mi_setsegmentprop('antiper3',0,1,0,5)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectsegment((R4+R3)/2,0)
femm.mi_selectsegment((R4+R3)/2*np.cos(taup),(R4+R3)/2*np.sin(taup))
femm.mi_setsegmentprop('antiper4',0,1,0,5)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectarcsegment(R4*np.cos(taup/2),R4*np.sin(taup/2))
femm.mi_setarcsegmentprop(5,'Fond culasse',0,1)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_selectarcsegment((Ra-2*e/3)*np.cos(taup/2),(Ra-2*e/3)*np.sin(taup/2))
femm.mi_selectarcsegment((Ra-e/3)*np.cos(taup/2),(Ra-e/3)*np.sin(taup/2))
femm.mi_setarcsegmentprop(1,'Bande Roulement',0,1)
femm.mi_clearselected()
femm.mi_zoomnatural()
femm.mi_saveas('masap.FEM')
ntheta = 30
dtheta = 2
for n in range(ntheta):
femm.mi_analyze()
femm.mi_loadsolution()
femm.mo_hidepoints()
femm.mo_showdensityplot(0,0,2,0,'mag')
femm.mo_savebitmap("imagesMag{}.bmp".format(n))
angRot = angRot+dtheta
femm.mi_modifyboundprop('Bande Roulement',10,angRot)
```
Avec les résultats obtenus, on peut réaliser la petite animation suivante : Avec les résultats obtenus, on peut réaliser la petite animation suivante :
![Flux à vide](./figures/masap.gif "Flux à vide dans la machine") ![Flux à vide](./figures/masap.gif "Flux à vide dans la machine")
<br/>
**➤ Analysez le programme fourni et commentez les différentes parties.** **➤ Analysez le programme fourni et commentez les différentes parties.**
**➤ Ayant volontairement laissé la discrétisation automatique, regardez l'influence sur les résultats (induction, flux, énergie, coénergie) ; et choisissez un bon compromis finesse / pertinence des résultats.**
**➤ Calculez et tracez les flux à vide, puis déduisez-en les fem à vide.** **➤ Calculez et tracez les flux à vide, puis déduisez-en les fem à vide.**
...@@ -298,7 +509,7 @@ Le calcul du couple exercé sur le rotor se fait de la même façon que celui de ...@@ -298,7 +509,7 @@ Le calcul du couple exercé sur le rotor se fait de la même façon que celui de
<br/> <br/>
>**Félicitations !** > **Félicitations !**
> >
>**Si vous avez tout assimilé et tout compris vous êtes devenu un bon utilisateur de FEMM. Avec de la pratique, vous pourrez même devenir un *power user* !** >**Si vous avez tout assimilé et tout compris vous êtes devenu un bon utilisateur de FEMM. Avec de la pratique, vous pourrez même devenir un *power user* !**
......
TP-FEMM/src/ref.md
+ 2
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View file @ 86631e4b
...@@ -6,6 +6,8 @@ ...@@ -6,6 +6,8 @@
* D. Meeker, [Finite Element Method Magnetics: OctaveFEMM, User’s Manual](https://www.femm.info/wiki/Files/files.xml?action=download&file=octavefemm.pdf), 17 mars 2018. * D. Meeker, [Finite Element Method Magnetics: OctaveFEMM, User’s Manual](https://www.femm.info/wiki/Files/files.xml?action=download&file=octavefemm.pdf), 17 mars 2018.
* D. Meeker, [Finite Element Method Magnetics: pyFEMM 0.1.3, User’s Manual](https://www.femm.info/wiki/pyFEMM/manual.pdf), 20 juillet 2021.
<br/> <br/>
# Crédits # Crédits
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