Расчет и проектирование броневого электромагнита постоянного тока

ВВЕДЕНИЕ 7
1 ВТЯЖНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И МОДЕЛИРОВАНИЯ 10
1.1 Обзор существующих конструкций броневых электромагнитов 10
1.2 Обзор и анализ методов проектного расчета втяжных броневых электромагнитов 22
1.3 Обзор методов расчета электромагнитных полей 24
1.3.1. Обзор программ конечно-элементного анализа 25
1.4 Выводы к главе 1 28
2 Расчет и проектирование броневого электромагнита постоянного тока 29
2.1 Каркасная модель броневого электромагнита 30
2.2 Проектный расчет броневого электромагнита 34
2.2.1. Уточнение формы стопа электромагнита 34
2.2.2. Определение основных параметров электромагнита 36
2.3 Выводы к главе 2 41
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БРОНЕВОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПРОГРАММЕ FEMM 42
3.1 Общие сведения о программе FEMM 42
3.2 Последовательность действий при создании модели 49
3.3 Ввод свойств блоков и цепных свойств обмотки 55
3.4 Идентификация свойств блоков 61
3.5 Ввод и идентификация граничных условий 62
3.6 Построение сетки конечных элементов и расчет модели 66
3.7 Построение картины магнитного поля 67
3.8 Расчет цепных параметров 70
3.9 Расчет электромагнитной силы и индуктивности катушки броневого электромагнита постоянного тока 74
3.10 Исследование формы стопа электромагнита 84
3.11 Тепловой расчет катушки 90
3.12 Расчет временных параметров электромагнита 93
3.13 Выводы к главе 3 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 99
Приложение А 105
Приложение Б 110
Приложение В 121
Приложение Г 125

Весь текст будет доступен после покупки

Электрические приводы (электромеханические преобразователи), предназначенные для управления гидро- или пневмораспределителями можно разделить на четыре основные группы: электромагнитные, электродвига-тельные, теплоэлектрические, специальные [3].
1. Электромагнитные приводы основаны на взаимодействии ферро-магнитного тела с внешним магнитным полем.
2. Электродвигательные приводы основаны на использовании сил взаимодействия поля статора в зазоре с током подвижного элемента.
3. Теплоэлектрические – основаны на использовании явления расширения твердых материалов и газообразных или жидких сред при нагреве.
4. Специальные приводы – это комбинированные и некоторые редко встречающиеся приводы (например, пьезоэлектрические, работающие на принципе эффекта магнитострикции).
Из всего разнообразия электрических приводов наибольшее распространение в гидро- и пневмоаппаратах мобильных машин и технологического оборудования получили электромагнитные приводы, которые можно разделить на электромагниты, работающие в длительном режиме и электромагниты, работающие в повторно-кратковременном (кратковременном) режиме.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ВТЯЖНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И МОДЕЛИРОВАНИЯ
1.1 Обзор существующих конструкций броневых электромагнитов
Для того чтобы в достаточной степени адекватно описать уровень известных методик проектирования втяжных электромагнитов, необходимо описать наиболее характерные конфигурации МС исследуемого типа ЭМ, обобщить направления и аспекты их усовершенствования, выделить основные перспективные методы их расчета.
Втяжные ЭМ благодаря своей простоте и надежности конструкции являются наиболее широко применяемыми [7,10] исполнительными элементами. Области их применения очень широки: от современной аппаратуры управления [7, 10], средств автоматики, телемеханики, связи, сигнализации и контроля [9, 25] до систем гидро- и пневмоавтоматики [11, 33].
На рисунке 1.1 приведена классификация электромагнитов. По конструктивному исполнению, которое характеризуется прежде всего расположением якоря относительно остальных частей МС и характером воздействия на якорь магнитного потока, они подразделяются на три характерные группы [17].
1) МС с втягивающимся сердечником (якорем) подразумевают частичное или полное внедрение (втяжение) якоря во внутреннюю полость катушки и потому также называются внедряющимися. Для них характерно наличие неподвижного сердечника или стопа. Подвижный сердечник совершает поступательное движение, поэтому иногда электромагниты этой группы называют прямоходовыми.
2) МС с внешним притягивающимся якорем объединяют обширный их тип, основным отличием которых является внешнее расположение подвижного якоря по отношению к внутренней полости катушки. При этом он может осуществлять как прямое, так и поворотное движение. На рисунке 1.1 показан распространенный тип данной группы – электромагнит клапанного типа. Следует отметить, что в широком толковании термина «клапанные электромагниты» [17] – это электромагниты, рабочий воздушный зазор которых расположен вне катушки, а якорь совершает ограниченное вращательное перемещение по направлению линий магнитного потока.
3) МС с поперечно движущимся сердечником совершают поперечное (перпендикулярное) движение относительно направления линий магнитного потока благодаря особым образом согласованным формам полюсных наконечников и боковой поверхности якоря. Возможны исполнения с внешним и частично внедряющимся якорем (при повороте якорь частично входит во внутреннюю полость катушки) (показан на рисунке 1.1).

Рисунок 1.1 – Классификация электромагнитов
Каждый из трех основных типов имеет ряд конструктивных разновидностей, определяемый конструкцией МС и родом тока питания катушки. По форме магнитопровода ЭМ могут быть чрезвычайно разнообразны. Наиболее часто ярмо магнитопровода напоминает форму одной из букв: П, Ш, Е, Т, О и т.п.

Весь текст будет доступен после покупки

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Агаронянц, Рубэн Арамович. Электромагнитные элементы технической кибернетики / Агаронянц,Рубэн Арамович; Шмуцтит.: АН СССР. Науч.совет по комплексной проблеме "Кибернетика". – М.: Наука, 1972. – 278с.: с черт.
2. Теория электрических аппаратов: Учебник для вузов / Г.Н. Александров, В.В. Борисов, Г.С. Каплан и др. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. – 540 с.
3. Архипова, Е. В. Моделирование втяжных броневых электромагнитов и разработка усовершенствованных методик их проектного расчета: дис. канд. техн. наук: 05.09.01: защищена 25.12.2014 / Архипова Елена Владимировна. – Чебоксары, 2014. – 228 с.
4. Астахов, В.И. Математическое и компьютерное моделирование электромагнитного поля как основа для решения задач в электротехнике и электроэнергетике / В.И. Астахов // Изв. вузов. Электромеханика. – 2004. – № 6. – С. 4-6.
5. Проектирование электрических аппаратов авиационного электрооборудования [Текст]: [Учеб. пособие для втузов] / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. В. Гордон, А. Н. Ларионов; Под ред. чл.-кор. АН СССР А. Н. Ларионова. – Москва: Оборонгиз, 1962. – 515 с.: ил.
6. Бодякшин, А.И. Метод расчета магнитных полей / А.И. Бодякшин. –М.: Изд-во «Наука», 1968. – 56 с.
7. Бранспиз, Ю.А. Аналитический расчет тягового усилия броневого электромагнита с конусным якорем / Ю. А. Бранспиз, А.Н. Пшеничный // Электротехника и электромеханика. – 2005. – № 2. – С. 8-10.
8. Буль, Б.К. Основы теории и расчета магнитных цепей. / Б.К. Буль. –М.-Л.: Энергия, 1964. – 464 с.

Весь текст будет доступен после покупки