FEMM 자계 시뮬레이션에서 스피커 자계 분석 간단 설계

EMM 자계 시뮬레이션에서 스피커 자계 분석을 예를 들면 자세히 설명해 드리겠습니다. 다음과 같은 과정을 따라해 보세요:

• FEMM 프로그램을 다운로드하고 설치합니다. 다운로드에서 자신의 운영체제에 맞는 버전을 선택하고 다운로드 버튼을 클릭하면 됩니다.
  
  
• FEMM 프로그램을 실행하면 메인 창이 나타납니다. 메인 창의 상단에는 측정, 제너레이터, 분석, 도구 등의 메뉴가 있습니다. 메인 창의 왼쪽에는 측정 결과를 보여주는 그래프가 있습니다. 메인 창의 오른쪽에는 측정 설정을 할 수 있는 패널이 있습니다.
  
  
• Auto CAD 프로그램을 사용하여 스피커의 자계 구조를 설계합니다. 설계할 때는 축 대칭 구조로 하고, 세로축의 Y 좌표가 0이 되도록 합니다. 자계 구조 설계가 완료되면 DXF 파일로 저장합니다.
  
  

  AutoCAD에서 Y좌표를 0으로 하는 방법은 다음과 같습니다:

  • 우선, UCS 명령어를 사용하여 원하는 위치에 좌표계를 설정합니다. UCS 명령어를 입력하고 엔터를 치면, 화면에 UCS 관련 옵션이 나타납니다. 원정,X축 방향, Y축 방향을 각각 지정하면, 좌표계가 원하는 위치로 이동합니다.
    
    
  • 다음으로, FLATTEN 명령어를 사용하여 객체의 고도를 0으로 변경합니다. FLATTEN 명령어를 입력하고 엔터를 치면, 고도를 0으로 변경할 객체를 선택하라는 메시지가 나타납니다. 원하는 객체를 선택하고 엔터를 치면, 객체의 고도가 모두 0으로 변경됩니다.
    
    
  • 마지막으로, 좌표계를 원래대로 되돌리려면, UCS 명령어를 다시 사용하고, World를 선택하면 됩니다.
    이렇게 하면 좌표계가 원래의 상태로 복구됩니다.
         참조 싸이트 : 오토캐드 좌표지정 - 좌표 이동방법 : 네이버 블로그 (naver.com)
• FEMM 프로그램에서 DXF 파일을 불러옵니다. File \uF0E0 DXF Import를 선택하면 됩니다. DXF 파일을 불러오면 화면에 스피커의 자계 구조가 표시됩니다. 화면 크기를 조정하려면 좌측의 툴바를 사용하면 됩니다.
  
  
• 스피커의 자계 구조에 재료와 회로를 설정합니다. Properties \uF0E0 Material Library를 선택하면 재료 목록이 나타납니다. 필요한 재료를 마우스로 드래그하여 우측으로 옮기고 OK 버튼을 누릅니다. 그런 다음, 스피커의 각 부분에 재료를 할당합니다. 재료를 할당하려면, 빨간색으로 표시된 부분을 누르고, 스피커의 부분에 마우스 왼쪽 버튼을 눌러서 점을 찍습니다. 점을 찍은 부분은 재료가 다른 부분이므로, 시뮬레이션을 할 때 구분하기 위한 것입니다. 점을 찍은 후, 마우스 오른쪽 버튼을 누르면 빨간색으로 활성화됩니다. 그리고 스페이스 바를 누르면, Block Property 창이 열립니다. 여기서 Block type에서 재료를 선택하고, In Circuit에서 회로를 선택하고, Number of Turns에서 코일의 턴수를 입력합니다. 회로를 설정하려면, Properties \uF0E0 Circuit \uF0E0 Add Property를 선택하고, Circuit Property 창에서 Series를 선택하고, Circuit Current, Amps에 1을 입력합니다.
  
  
• 스피커의 자계 구조에 경계 조건을 설정합니다. Properties \uF0E0 Boundary \uF0E0 Add Property를 선택하고, BC type에서 Mixed를 선택하고, Mixed BC parameter C0에 1을 입력합니다. 그런 다음, 스피커의 테두리에 마우스 오른쪽 버튼을 누르면 빨간색으로 활성화됩니다. 그리고 스페이스 바를 누르면, Arc Segment Property 창이 열립니다. 여기서 Boundary cond에서 New Boundary를 선택하고, OK 버튼을 누릅니다.
  
  
• 스피커의 자계 구조에 메시를 생성합니다. Mesh \uF0E0 Create Mesh를 선택하면 메시가 생성됩니다. 메시는 자계 구조를 작은 삼각형으로 나누는 것으로, 시뮬레이션의 정확도와 속도에 영향을 줍니다. 메시의 크기는 각 부분의 Block Property에서 Mesh Size로 설정할 수 있습니다. 메시의 크기가 작을수록 정확도는 높아지지만, 시뮬레이션 시간은 길어집니다.
  
  

스피커의 자계 구조를 분석합니다. Analysis \uF0E0 Analyze를 선택하면 분석이 시작됩니다. 분석이 완료되면 View Result를 선택하면 결과가 그래프로 보여집니다. 결과를 분석하려면, 다양한 도구를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 자기 플럭스 밀도의 크기를 확인하려면, 빨간색으로 표시된 부분을 누르고, 보이스 코일의 상단과 하단에 점을 찍고, 선으로 이으면 됩니다. 그런 다음, 노란색으로 표시된 부분을 누르면, 자기 플럭스 밀도의 크기가 표시됩니다. BL의 수치를 얻기 위해서는, 초록색으로 표시된 부분을 누르고, 보이스 코일 부분을 클릭하면, 보이스 코일이 초록색으로 활성화됩니다. 그런 다음, 파란색으로 표시된 부분을 누르고, Lorentz force (JxB)를 선택하면, BL 수치를 확인할 수 있습니다.

       
참조 싸이트 : 코일 물리적 특성 계산기 코일 물리적 특성 계산기 (daycounter.com)

Coil Physical Properties Calculator

 

Analysis of a Woofer Motor:Finite Element Method Magnetics (femm.info)

Analysis of a Woofer Motor:Finite Element Method Magnetics