+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Автореферат
К-сть сторінок:
30
Мова:
Українська
наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я” (Харків, 16-17 травня 2002 р.); XII та XIII міжнародних науково-практичних конференціях “MicroCAD” (Харків, 20-21 травня 2004 р. та 19-20 травня 2005 р.); VIII та IХ міжнародних конференціях “Проблеми сучасної електротехніки” (Київ, 1-4 червня 2004 р. та 1-4 квітня 2006 р.); III-їй Міжнародній науково-технічній конференції “Інформаційна техніка й електромеханіка” ITEM-2005 (Луганськ, 19-21 квітня 2005 р.); XII International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering “ISEF-2005” (Baiona, Spain, September 15-17, 2005); Міжнародному симпозіумі “Проблеми вдосконалення електричних машин і апаратів. Теорія і практика – SIEMA 2005” (Харків, 13-15 жовтня 2005 р.); XVI sympozjum srodowiskowe Zastosowania elektromagnetyzmu w nowoczesnych technikach i informatyce (Wisla, 25-27 wrzesnia 2006).
Публікації. Основні результати дисертації опубліковано у 13 друкованих працях, з них 9 – у фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України, 4 – у тезах доповідей на наукових конференціях.
Структура та обсяг дисертації. Повний обсяг дисертації складає 187 сторінок друкованого тексту та містить вступ, чотири розділи, висновки, список використаних джерел і п’ять додатків. Основну частину викладено на 111 сторінках. Список використаних джерел складається із 126 найменувань та займає 11 сторінок. Дисертація містить 23 рисунки і 9 таблиць, з них 17 рисунків та 8 таблиць повністю займають 25 сторінок.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета й задачі дослідження, зазначені наукова новизна й практичне значення отриманих результатів, приведена загальна структура роботи.
У першому розділі наведені огляд і аналіз задач, що мають місце при визначенні тягових характеристик броньових електромагнітів і сучасного стану методів вирішення цих задач, до яких належать:
- забезпечення необхідного рівня тягового зусилля й відповідного характеру його зміни при русі якоря;
- зменшення ударних навантажень наприкінці ходу якоря за рахунок зменшення тягового зусилля на малих робочих проміжках;
- забезпечення роботи електромагніта без перегріву обмотки при заданих умовах експлуатації (задача забезпечення теплового балансу обмотки в робочому режимі);
- максимальне використання підведеної електричної енергії на роботу, вироблену при русі якоря, шляхом зменшення втрат (на вихрові струми, тертя, енергії магнітного поля в паразитних проміжках і насичених ділянках магнітопроводу).
Показано, що розрахунок магнітного поля в обмотувальному вікні може бути здійснений на основі методу розділення змінних, аналогічно тому, як це зроблено в роботах Загірняка М.В., Бранспіза Ю.А., Алієвського Б.Л., Шерстюка О.Г. для симетричного відносно обмотки міжполюсного проміжку. Розглянуто відповідні граничні умови на межі розділу середовищ із різною магнітною проникністю. Крім того, показано, що чисельний розрахунок електромагнітних систем з осьовою симетрією на основі методу скінченних елементів із застосуванням наявного програмного забезпечення дозволяє адекватно вирішувати різноманітні задачі, що виникають при розгляді зазначених систем.
Показано також, що магнітний розрахунок за еквівалентною схемою заміщення магнітного кола конкретної електромагнітної системи може бути виконаний з високою точністю без значних витрат часу, якщо ця схема адекватно відображає розподіл магнітних потоків у даній системі.
Розгляд задачі розрахунку тягового зусилля на рухомий якір електромагніта дозволив виділити два методи його визначення:
- енергетичний, який припускає розгляд балансу енергії в електромагніті і виділення тієї її частки, що перетвориться в механічну роботу при переміщенні феромагнітних частин;
- підхід, пов'язаний з моделюванням намагніченого стану речовини або еквівалентних струмів Ампера, чи фіктивних магнітних зарядів і наступним розрахунком сили на тіло в зовнішньому магнітному полі як сумарної сили на еквівалентні струми або фіктивні магнітні заряди (шляхом інтегрування по об'єму тіла).
Енергетичний підхід базується на законі збереження й перетворення енергії. Можливість перетворення електричної енергії в механічну безпосередньо пов'язана зі здатністю електромагніта запасати й змінювати кількість запасеної енергії. При сталому значенні струму в обмотці електромагніта тягове зусилля може бути розраховано за формулою
де i , – відповідно потокозчеплення і струм котушки електромагніта; - робочий проміжок.
Таким чином, для визначення енергетичним методом тягового зусилля, що розвиває електромагніт, необхідно визначити спочатку залежність потокозчеплення магнітного потоку з обмоткою від проміжку, а потім знайти похідну по проміжку для цієї залежності, що в ряді випадків вдається зробити аналітично. Це дозволяє проводити пошукові розрахунки й розв`язувати оптимізаційні задачі при проектуванні електромагнітних механізмів. З (1) безпосередньо видно, що при використанні енергетичного підходу точність визначення потокозчеплення безпосередньо впливає на точність розрахунку тягового зусилля. Тому, уточнивши визначення потокозчеплення в електромагніті, можна істотно вплинути на точність розрахунку тягового зусилля.
Під формулою Максвелла в теорії електричних апаратів для визначення електромагнітної сили, що діє на намагнічені тіла, розуміють вираз
де – вектор магнітної індукції на зовнішній поверхні тіла; - одиничний нормальний вектор; - поверхня, по якій ведеться інтегрування.
Для визначення сили, що діє на магнітне тіло за формулою (2) необхідно знати розподіл магнітної індукції по поверхні тіла. Одержати аналітичні вирази для цього розподілу в практичних випадках визначення силового впливу для реальних електромагнітних механізмів неможливо. Тому для використання (2) застосовують різні чисельні методи розрахунку поля. Найбільш широко для цієї мети застосовується метод скінченних елементів.
Узагальнення матеріалів першого розділу стало основою для постановки відповідних задач, необхідних для досягнення мети дослідження. Рішення цих задач дозволяє