Удосконалення розрахунку силової дії магнітного поля на якір циліндричного електромагніта броньового типу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО

 

ПШЕНИЧНИЙ Андрій Миколайович

 

УДК 621.318.3

 

 

Спеціальність 05.09.01 – Електричні машини і апарати

 

Автореферат 

ДИСЕРТАЦІЇ НА ЗДОБУТТЯ НАУКОВОГО СТУПЕНЯ

кандидата технічних наук

 

Кременчук – 2008 

 

Дисертацією є рукопис.

 

Роботу виконано на кафедрі електромеханіки Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Міністерства освіти і науки України.

 

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК - ДОКТОР ТЕХНІЧНИХ НАУК, ПРОФЕСОР

Бранспіз ЮРІЙ АДОЛЬФОВИЧ,

ЗАВІДУВАЧ КАФЕДРИ ПРИКЛАДНОЇ ФІЗИКИ СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ МІНІСТЕРСТВА ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ.

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ: 

- ДОКТОР ТЕХНІЧНИХ НАУК, СТАРШИЙ НАУКОВИЙ СПІВРОБІТНИК Ращепкін АНАТОЛІЙ ПАВЛОВИЧ, ПРОВІДНИЙ НАУКОВИЙ СПІВРОБІТНИК ВІДДІЛУ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ СИСТЕМ ІНСТИТУТУ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ;

- КАНДИДАТ ТЕХНІЧНИХ НАУК, ДОЦЕНТ Середа ОЛЕКСАНДР ГРИГОРІЙОВИЧ, ДОЦЕНТ КАФЕДРИ ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ НАЦІОНАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" МІНІСТЕРСТВА ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ.

Захист відбудеться “ 12 ” лютого 2008 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 45.052.01 Кременчуцького державного політехнічного університету імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки України за адресою: 39614, Полтавська обл., м. Кременчук, вул. Першотравнева 20, корпус № 1, ауд. 1211.

 

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Кременчуцького державного політехнічного університету імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки України (39614, Полтавська обл., м. Кременчук, вул. Першотравнева 20).

АВТОРЕФЕРАТ РОЗІСЛАНИЙ “ 04 ” СІЧНЯ 2008 Р.

ВЧЕНИЙ СЕКРЕТАР

СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ВЧЕНОЇ РАДИ, 

канд. техн. наук, доц. А.В.Некрасов

 

 

Актуальність теми. Задачі економічного зростання України на сучасному етапі неможливо вирішити без відповідного розвитку техніки, що дозволяє створювати її нові зразки з підвищеною надійністю, поліпшеними енергетичними показниками й іншими характеристиками, які підвищують конкурентоспроможність цих зразків у порівнянні з існуючими аналогами. Це стосується й виробів електротехнічної промисловості й, зокрема, електричних апаратів, заснованих на використанні електромагнітів, які знайшли широке застосування в промисловості й побутовій техніці. На сьогоднішній день вітчизняна й зарубіжна промисловість випускають широку номенклатуру електричних апаратів з електромагнітами броньового типу, а також броньові електромагніти як самостійні вироби, що служать приводом зворотно-поступального руху робочих органів різних механізмів: електромагнітних гальмівних пристроїв, електромагнітних клапанів, електромагнітних замків, засувок тощо. При цьому різноманітність номенклатури електричних апаратів і електротехнічних пристроїв з електромагнітами броньового типу й розширення області їхнього застосування є результатом прагнення задовольнити конкретні експлуатаційні вимоги шляхом забезпечення електромагнітом заданого характеру зміни тягового зусилля.

На сьогодні існує теорія розрахунку й проектування броньових електромагнітів як частина загальної теорії електричних апаратів. Великий внесок у її розвиток зробили: Буль Б.К., Пеккер І.Й., Сливинська А.Г., Любчик М.А., Кліменко Б.В., Ротерс Г., Тер-Акопов А.К. та інші. Завдяки цьому сучасна теорія електричних апаратів дає чітке якісне уявлення про фізичні процеси під час роботи різних електромагнітів і, зокрема, електромагнітів броньового типу.

Задача підвищення точності розрахунку статичної тягової характеристики броньових електромагнітів вимагає подальшого розвитку й удосконалення методів, що дозволяють враховувати розподіл магнітних потоків і магнітного стану сталі магнітопроводу. Відомі аналітичні методи розрахунку засновані на спрощених уявленнях про розподіл магнітних потоків у системі і не дають можливості враховувати специфіку цього розподілу, особливо при великих робочих проміжках, а також адекватно враховувати магнітний стан сталі магнітопроводу. Чисельні ж методи розрахунку, маючи високу точність, є досить трудомісткими при їх практичній реалізації для визначення параметрів системи і потребують багатоваріантних розрахунків. Тому актуальною є задача розробки такого методу розрахунку тягового зусилля броньового електромагніта, який дозволяв би адекватно враховувати розподіл магнітних потоків у системі й магнітний стан сталі магнітопроводу. Це дозволить проектувати й виготовляти броньові електромагніти зі зменшеною матеріалоємністю та споживаною потужністю.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика роботи відповідає Закону України „Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки”, зокрема п. 6 статті 7 „Новітні технології і ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості і агропромисловому комплексі”. Матеріали дисертації є узагальненням наукових результатів, отриманих автором за період з 2001 по 2007 рік при виконанні науково-дослідних робіт:

1. Моделювання взаємозв'язків геометричних і енергетичних параметрів електромеханічних процесів, пристроїв і технологічних систем енергозберігаючого напрямку. Тема ГН-19-01 № ДР0101U003277, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, 2005 р.

2. Програма співробітництва ВАТ “Первомайський електромеханічний завод імені Карла Маркса” з кафедрою електромеханіки Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля на період 1999-2004 рр. та 2005-2010 рр.

Мета й задачі дослідження. Мета роботи полягає в удосконалюванні розрахунку статичної тягової характеристики броньових електромагнітів постійного струму з урахуванням розподілу магнітних потоків розсіювання й магнітного стану сталі магнітопроводу для широкого діапазону зміни значень робочого проміжку. Розробка науково обґрунтованих рекомендацій з удосконалення конструкції броньових електромагнітів з можливістю зміни жорсткості тягової характеристики. 

Для досягнення мети в роботі поставлені й вирішені наступні задачі:

1.Аналітичне визначення розподілу векторного магнітного потенціалу в обмотувальному вікні броньового електромагніта й визначення на основі цього залежності потокозчеплення магнітного потоку розсіювання з бічної