Berechnung

Geschwindigkeit

Command: set_speed (speed, acceleration)

Setzen der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und des Anfangswinkels.

Parameter
speed Drehzahl [1/min]
acceleration Beschleunigung [1/s2]

Externe Belastung

Command: set_ext_torque (inertia, m0, m1, m2, m3, m4)

Definieren einer externe Last

Parameter
inertia Massenträgheitsmoment [kg/m2]
m0 Konstanter Anteil des Lastmoment [Nm]
m1 Zur Drehzahl proportionaler Anteil des Lastmoments [Nm/(rad/s)]
m2 Zum Quadrat der Drehzahl proportionaler Anteil des Lastmoments [Nm/(rad/s)2]
m3 Zur dritten Potenz der Drehzahl proportionaler Anteil des Lastmoments [Nm/(rad/s)3]
m4 Zur vierten Potenz der Drehzahl proportionaler Anteil des Lastmoments [Nm/(rad/s)4]

Mit den Parametern m0 … m4 wird die externe Last berechnet.

T(extern) = m0 + m1*ω + m2*ω2 + m3*ω3 + m4*ω4

Aus der Differenz zwischen dem aus der FE-Berechnung resultierenden Drehmoment und der externen Last wird, zusammen mit dem Massenträgheitsmoment die Beschleunigung bestimmt.

a = (TFE - Textern)/inertia

Damit wird dann die Geschwindigkeit für nächsten Zeitschritt bestimmen. Diese Verfahren wird angewandt, wenn beim Berechnungsmodus speed_cont = 1 gesetzt wird. Die Werte, welche gemäss der Geschwindigkeit - Funktion gesetzt wurden, dienen als Startwerte.

Berechnungsmodus

Command: set_calc_mode (speed_cont, rho, beta)

Setzen der Kontrollparameter für die Zeitschrittrechnung.

Parameter
speed_cont Drehzahl auf Grund externer Belastung (0 = Nein / 1 = Ja)
rho Startwert des Läuferwinkels [°]
beta Phasenoffset der Quellen [°]
Bei speed_cont = 0 wird die aktuelle Rotorposition anhand den mit Geschwindigkeit gesetzten Parametern berechnet.
Bei speed_cont = 1 wird aus dem resulierenden Moment und dem Lastmoment (Externe Belastung) die Beschleunigung und damit die neue Rotorposition berechnet.

Command: set_store_mode (mode)

Setzt den Kontrollparameter für die Steuerung der Datenspeicherung.

Parameter
mode Steuerparameter für die Datenspeicherung
mode = “stx+vtu” sowohl stx- als auch vtu-Files werden geschrieben
mode = “stx” nur stx-Files werden geschrieben
mode = “vtu” nur vtu-Files werden geschrieben
mode = “no_vtu” es werden keine vtu-Files geschrieben (Einzelschrittrechnung)

Fortlaufende Berechnung

Funktion: t_end = calc_field_ts (mode, sim_time, store_time, dtmin, dtmax, resmin, resmax)

Ausführen einer fortlaufenden Zeitschrittrechnung.

Parameter
mode Berechnungsmodus
0 = init model/init calculation/restart time buffer
1 = init calculation/restart time buffer
2 = init calculation/continue time buffer
3 = continue calculation/restart time buffer
4 = continue calculation/continue time buffer
5 = continue calculation/continue time buffer/new results directory
sim_time Totale Simulationszeit [s]
store_time Zeit zwischen Ergebnisausgabe [s] in Resultat-Files
dt_min Minimale Zeitschrittlänge [s]
dt_max Maximale zeitschrittlänge [s]
res_min Minimalwert des Residuums
res_max Maximalwert des Residuums
Return value
t_end Endzeit der Simulation [s]
Ist store_time < dt_min, so werden die Resultatdaten bei jedem Rechenschritt gespeichert.
Ist store_time > sim_time werden keine Resultatdaten gespeichert.

Einzelschrittrechnung

Initialisierung

Command: calc_field_ts_init (dtmin, dtmax, resmin, resmax)

Initialisieren der Einzelzeitschrittrechnung.

Parameter
dt_min Minimale Zeitschrittlänge [s]
dt_max Maximale zeitschrittlänge [s]
res_min Minimalwert des Residuums
res_max Maximalwert des Residuums

Berechnung

Funktion: n_steps = calc_field_ts_step (mode, dtmin, dtmax, resmin, resmax)

Ausführen einer Einzelzeitschrittrechnung.

Parameter
mode Berechnungsmode
0 = Nächster Schritt
1 = Rückschritt, letztes Resultat-File wird überschrieben
2 = Rückschritt, letztes Resultat-File wird beibehalten
dt_min Minimale Zeitschrittlänge [s]
dt_max Maximale zeitschrittlänge [s] = Schrittweite
res_min Minimalwert des Residuums
res_max Maximalwert des Residuums
Return value
n_steps Anzahl Rechenschritte
Im Falle dass das Residuum grösser als res_min ist, wird die Schrittweite halbiert bis minimal dt_min.
Mit mode = 1 kann der letzte Rechenschritt mit anderen Parametern (z.B. Schrittweite) wiederholt werden.

Abschluss

Command: calc_field_ts_finish ( )

Abschluss der Einzelzeitschrittrechnung. Muss am Ende ausgeführt werden, ansonsten gehen die Modelldaten verloren.

Speichern und laden von Zuständen

Bei FEMAG-TS werden die Daten des letzten Berechnungsschritts für die Berechnung der Spannungen im akuellen Schritt benötigt. Diese Daten werden intern in mehreren Arrays mitgeführt. Damit man später wieder zu einem beliebig früheren Zustand zurückkehren kann besteht die Möglichkeit einen Zustand in ein File zu speichern. Später kann dieser Zustand wieder eingelesen und die Berechnung dort wieder fortsgesetzt werden.

Speichern eines Zustand

Command: save_ts_state(file)

Speichert den aktuellen Zustand in ein File

Parameter
file Name des Files (optinal)
Der Filename ist optional.
Wird kein Filename angegeben, so wird ein File mit dem Modelnamen und der Extension “sst” erzeugt.
Wird ein Filename ohne Extension angegeben, so wird die Extension “sst” angehängt.

Laden eines Zustand

Command: restore_ts_state(file)

Liest die Zustandsdaten aus einem File

Parameter
file Name des Files (optional)
Der Filename ist optional.
Wird kein Filename angegeben, so wird das File mit dem Modelnamen und der Extension “sst” eingelesen.
Wird ein Filename ohne Extension angegeben, so wird das File mit der Extension “sst” eingelesen.